Способ листовой диагностики потребности растений в минеральных элементах питания
METHOD FOR LEAF-BASED DIAGNOSIS OF THE NEED FOR MINERAL NUTRITION ELEMENTS IN PLANTS

Изобретение относится к сельскому хозяйству, преимущественно к агрономической химии, и может быть использовано для диагностики потребности растений в элементах питания.
Известен способ листовой диагностики по изменению фотохимической активности хлоропластов при индивидуальном поочередном добавлении испытываемых элементов в суспензию хлоропластов растений [1]. Потребность в элементе устанавливают по увеличению, а избыток - по уменьшению фотохимической активности хлоропластов в сравнении с данными контрольного измерения фотохимической активности без добавления элемента.
Однако при индивидуальном подходе к каждому из испытываемых элементов невозможно оценить важнейший фактор в агрохимии -взаимодействие между ними, проявляющееся в увеличении (синергизм) или снижении (антагонизм) потребности растений в других элементах. Взаимное влияние элементов играет даже более существенную роль, нежели их концентрация в почвенном растворе.
Взаимодействие между элементами учитывается путем определения фотохимической активности хлоропластов при добавлении в нее диагностируемых элементов не индивидуально, а смесями, составленными по методике полного факторного эксперимента или дробной реплики [2].
При этом диагностические действия подразделяются на следующие последовательно выполняемые этапы. Производят вытяжку суспензии хлоропластов из листьев культуры, подвергающейся диагностированию, и помещают ее в светонепроницаемый цилиндр. Затем в промежуточной пробирке готовят раствор для засветки на фотометре с целью определения фотохимической активности хлоропластов, для чего в пробирку вливают растворы [3]:
- 10 мл хлористого натрия 0,002-процентной концентрации,
- 100 мкл краски Тильманса,
- 100 мкл смеси солей испытываемых элементов питания,
- 200 мкл приготовленной суспензии хлоропластов.
Полученную в промежуточной пробирке смесь осторожно перемешивают и наполняют ею кварцевую светопроницаемую пробирку, которую засвечивают на фотометре с целью определения значения фотохимической активности хлоропластов. Аналогичные действия проводят последовательно со всеми смесями солей элементов питания в объеме диагностики, сравнивают их с контролем и устанавливают потребность в испытываемых элементах питания.
Одним из факторов повышения достоверности функциональной диагностики является выравненность оптической плотности растворов в кварцевых пробирках перед их засветкой. Равная ее величина свидетельствует об одинаковых исходных условиях для всех обследуемых вариантов опыта и гарантирует минимальную ошибку диагностики.
Однако из практики вытекает значительная вариация исходной оптической плотности растворов в кварцевой пробирке за опыт, достигающая 11-13%, что не может считаться удовлетворительным. Причина тому, прежде всего, в высокой вариабельности концентрации суспензии хлоропластов и красителя при их разливе по промежуточным пробиркам в опыте. Обусловлена она разнящимся объемом растворов хлористого натрия, а также суспензии хлоропластов и красителя, вследствие суммарной погрешности дозаторов при заполнении промежуточных пробирок.
Целью изобретения является снижение вариабельности концентрации суспензии хлоропластов и красителя в кварцевой пробирке перед ее засветкой в фотометре и повышение точности диагностических данных.
Для достижения поставленной цели смесь раствора хлористого натрия, суспензии хлоропластов и красителя готовят в эластичной единой светозащитной емкости на всю разовую программу испытаний, из которой удобно заполнять кварцевую пробирку. При этом исключаются операции индивидуального для каждой испытываемой смеси солей элементов питания заполнения промежуточных пробирок обозначенными компонентами, являющиеся причиной повышения вариабельности их концентрации при засветке на фотометре.
Необходимость в промежуточных пробирках отпадает, используется лишь кварцевая пробирка. Сначала в нее пипеточным дозатором вносят испытываемую смесь солей элементов питания. Затем эту же кварцевую пробирку заполняют раствором из светозащитной емкости и засвечивают на фотометре. Аналогично в обусловленной последовательности поступают с другими смесями испытываемых солей элементов питания. Отличие для контрольных замеров состоит в том, что кварцевую пробирку перед засветкой на фотометре заполняют лишь раствором из светозащитной емкости без добавления смеси солей элементов питания.
В качестве светозащитной емкости наиболее приемлема эластичная промывалка, помещенная в светонепроницаемый мешок (фиг.).
Процедура выполнения анализа следующая.
В эластичной светозащитной емкости предварительно готовится раствор смеси хлористого натрия 0,002%, в котором концентрация краски Тильманса составляет 1%, а суспензии хлоропластов - 2%.
В кварцевую пробирку пипеточным дозатором вносят раствор смеси солей элементов питания в концентрации 0,1 мл на 10 мл хлористого натрия, т.е. на объем кварцевой пробирки 7 мл приходится 0,07 мл смеси солей. Затем эту пробирку заполняют раствором из светозащитной емкости и засвечивают на фотометре. При выполнении анализа кварцевую пробирку засвечивают на фотометре 24 раза - 16 засветок с испытываемыми смесями элементов питания и 8 контрольных замеров, где смеси элементов питания не используют. Суммарный объем пробирок, заполняемых из светозащитной емкости, не менее 7⋅(16+8)=168 мл. Показания фотометра отражают фотохимическую активность хлоропластов и являются исходными для диагностики потребности растений в элементах питания.
Испытания показали, что изложенный способ позволяет снизить вариабельность оптической плотности диагностируемых растворов с 11-13 до 2-3% и, соответственно, снизить ошибку опыта. При этом, помимо повышения точности диагностических данных, сокращаются затраты труда и времени на выполнение диагностических процедур, так как отпадает необходимость распределения по промежуточным пробиркам обособленно растворов хлористого натрия, суспензии хлоропластов и красителя.
ЛИТЕРАТУРА
1. А. с. 952168 СССР, М. Кл.3 A01G 31/02. Способ обеспечения растений минеральными элементами / А. С.Плешков, Б. А. Ягодин (СССР). -№2970658/30-15; заявл. 31.07.80; опубл. 23.08.82, Бюл. №31.
2. Пат. 2541310 Российской Федерации, МПК A01G 7/00. Способ диагностики потребности растений в минеральных элементах питания / Гуреев И.И.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии». N2013118542/13; заявл. 22.04.2013; опубл. 10.02.2015, Бюл. N4.
3. Гуреев И.И. Адаптивная система удобрения сельскохозяйственных культур // Проблемы и перспективы научно-инновационного обеспечения агропромышленного комплекса регионов. Сборник докладов Международной научно-практической конференции. - Курск, 8-9 сентября 2020 г. - С. 50-54.