Способ определения низких и высоких температурных границ зон закаливания растений

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт..свид-ву .— (22) Заявлено 17.12.80 (21) 321994530-15 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет.— (51). M Кл з

АО! G 7/00

Гвеуддрстаеииый кенитет

Опубликовано 15.06.82. Бюллетень №22

Дата опубликования описания 15.06.82 (53) УДК 632.11! (088.8 ) йе делан иэабретеиий и еткрмтий (72) Авторы изобретения

В. К. Курец и Э. Г. Попов л3

- 1

Институт биологии Карельского филиала АН СС P

« ! (71 ) 3ая в и тел ь (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИЗКИХ И ВЫСОКИХ

ТЕМПЕРАТУРНЫХ ГРАНИЦ ЗОН ЗАКАЛИВАНИЯ РАСТЕНИЙ ка (2).

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к растениеводству, и может быть использовано при селекции и сортоизучении растений к действию неблагоприятных для вегетации температур.

Известен способ определения жароустойчивости растений, заключающийся в том, что растения помещают в темную термокамеру и измеряют температуру открывания устьиц в темноте, по которой судят о жароустойчивости (!).

С помощью этого способа можно опреде- ° лить температурную границу зоны повреждения высокими температурами, однако данный способ не позволяет определить границы зоны закаливания повышенными температурами.

Известен также способ определения морозоустойчивости растений путем .регистрации вспышек сверхслабого свечения при быстром размораживании растений или семян в дистиллированной воде. Величина амп литуды этой вспышки является критерием степени повреждения растений — чем морозоустойчивее растение, тем слабее вспышНедостатком этого способа является то, что после проведения анализа растение уничтожается и получить от него урожай невозможно. Кроме того, данный способ не позволяет определить количественно темпе5 ратурные границы морозоустоичивости непосредственно в градусах С.

Известен способ определения морозоустойчивости растений, включающий выращивание 6 — 9-дневных проростков при ком-! о натной температуре. Определение морозоустойчивости проводят по истинной ассимиляции СО проростками растений, выращенных из навески семян в 1 r., в фенофазе начала появления шильца второго листа.

Этот способ позволяет определять морозоустойчивость растений с сохранением изучаемого селекционного материала (3).

Данный способ, имея преимущество по сравнению с изложенным способом, все же позволяет определить только лишь относи2о тельную морозоустойчивость, выраженную в баллах устойчивости по сравнению с устойчивостью сорта-стандарта и не дает возможности определить конкретные температурные границы зон повреждения и закали934999

f0 разделить на пять зон: фоновую (оптимальную), две закаливающие и две повреждающие (4).

Зона фоновых температур характеризуется экологически .нормальными температурами, при которых обеспечивается нормальная жизнедеятельность растений. Зоны закаливающих температур расположены выше и ниже фоновой зоны. При этих температурах происходит изменение интенсивности и направленности физиолого-биохимических процессов, причем усиливаются процессы, обеспечивающие повышение устойчивости тканей, сохранение и выживание организма. Зоны повреждаюших температур находятся в области низких и высоких температур соответственно ниже и выше зон зака55 вания в градусах С. Кроме того, по известному способу необходимо выращивать растения сорта-стандарта для получения сравнительных данных по интенсивности фотосинтеза, а для определения устойчивости. растений к действию высоких температур необходимо привлекать другой какой-либо способ, что влечет за собой использование дополнительных методов исследований и приборов.

Весь диапазон температур, действующий в природе на активно вегетирующие растения, по их влиянию на устойчивость можно ливания. Температуры этой зоны вызывают необратимые нарушения процессов жизнедеятельности даже при отсутствии внешних видимых повреждений, что в дальнейшем сказывается на снижении продуктивности растений или приводит к их гибели.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение способа.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют интенсивность видимого фотосинтеза при температуре 20 — 22 С, затем растения подвергают действию высоких 22—

44 С и низких 2 — 22 С положительных температур в течение 2,5 — 3 ч с градиентом снижения и повышения 1 — 2 С/мин, после окончания действия температурного импульса снова измеряют интенсивность видимого фотосинтеза при температуре 20 — 22 С и по изменению интенсивности после действия импульса температуры относительно исходной величины определяют границы зон закаливания.

На чертеже показан график определения низких и высоких температурных границ зон закаливания.

Опробывание предлагаемого способа проводили в лабораторных условиях в течение

1979 †19 гг.

Пример. Определяют низкие и высокие температурные границы зон закаливания у растений огурца сорта Алма-Атинский и

Пекинской капусты сорта Хибинская. Семена исследуемых растений в количестве

15 штук замачивают в чашках Петри. Через

4О

50 два дня семена высаживают в специальные сосуды с песком и устанавливают их в камеру искусственного климата, где поддерживают оптимальные для вегетации условия: температуру в пределах 24 — 26 С, влаж ность в пределах 70 — 85О/о, освещенность

8 — 10 клк. Полив растений огурца и Пекинской капусты производят раствором кног1а с рН 6,2 и 6,8 соответственно. Растения огурца выращивают до фенофазы 3 — 4-х настоящих листьев, а Пекинскую капусту до фезофазы 5 — 6-ти настоящих листьев и далее анализируют. Растения устанавливают в герметичный фитотрон на 2 ч для адаптации, где поддерживают оптимальные условия для активной вегетации: температуру воздуха

22 С, температуру почвы 21 С, относительную влажность воздуха 70 — 80 /р, влажность почвы 60 — 80О/0 от полной влагоемкости, освещенность 8 клк. Интенсивность видимого фотосинтеза определяют инфракрасным газоанализатором с пределами измерений

0 — 0,05 об.о/pCO регистрация интенсивности производится постоянно автоматическим самописцем КСП вЂ” 4. Затем на растения действуют импульсом низких температур. Под импульсом понимается такое воздействие температурного фактора, когда температуру последовательно снижают с заданной скоростью до определенного уровня, выдерживают эту температуру нужное время и снова повышают температуру до исходной величины. В данном случае температуру снижают со скоростью 1 —.2 С/мин до температуры воздуха 2 С, затем растения выдерживают при этой температуре 2,5 — 3 ч. Это время необходимо для завершения переходного процесса при установлении нового стационарного уровня у растений. После экспозиции постепенно повышают температуру воздуха до исходного состояния (22 С температуры активной вегетации) и выдерживают при этой температуре 2,5 — 3 ч. Следующее растение подвергают действию импульса более высокой температуры (5 С), выдерживают при этой температуре 2,5 — 3 ч и снова повышают температуру до температуры активной вегетации и выдерживают

2,5 — 3 ч. Последующие растения также подйергают действию импульса более высокой температуры (8 С), выдерживают при этой температуре 2,5 — 3 ч и снова повышают температуру до температуры активной вегетации и выдерживают 2,5 —.3 ч. Последующие растения также подвергают действию импульсов, постепенно повышая температуру нижнего уровня до 23 . Аналогичным образом растения подвергают действию импульсов высоких температур, постепенно повышая температуру верхнего уровня импульса с 23 до 44 С. Затем по даннйм самописца КСП вЂ” 4 рассчитывают среднее значение интенсивности видимого фотосинтеза, зарегистрированное в период адаптации рас934999

Температура, импульса, С

Интенсивность фотосинтеза в последейст вин, отн. ед.

Огурец с. АлмаАтинский

Пекинская капуста с. Хибинская

0,027

0 702

0,450

0,841

1,042

1,071

1,014

0,987

1,126

1,191

1,072

1,004

11

14

1,002

1,003

1,005

1,082

26

1, 198

1,289

1,021

1,105

1, 330

1,286

1,172

1,212

32

38

1,121

0,821

1,192

1,021

0,453

0,211

П р и м е ч а н и е: Интенсивность фотосинтеза до импульса температуры равна 1,0 тения при температуре активной вегетации, и это значение интенсивности принимают за единицу. Также рассчитывают среднее значение интенсивности видимого фотосинтеза после действия каждого отдельного импульса как низких, так и высоких положительных температур. После чего- сравнивают интенсивность видимого фотосинтеза после воз действия импульса с интенсивностью видимого фотосинтеза до воздействия импульсов низких и высоких температур.

Данные интенсивности фотосинтеза после действия высоких и низких температур представлены в таблице.

По этим данным на ЭВМ определяют коэффициенты регрессионного уравнения вида

3 у=а 0+а,х, +a xi+a,õ,+а к,, где у — интенсивность фотосинтеза в последействии импульса температуры, отн.ед х, — температура воздуха (амплитуда импульса), С; а; а,; а аз,. а . — определяемые коэффициенты.

По уравнению строят графики изменения интенсивности видимого фотосинтеза в после-. действии в диапазоне температур 2 — 44 С.

Точки пересечения с линией видимого фотосинтеза при температуре активной вегетации

1 и 4, а также 1 и 4 и точки перегиба кривой 2 и 3, а также 2 и 3 определяют границы температурных зон с точностью - 1 С.

Определение температурных границ зон закаливания и зон повреждения в практике растениеводства позволяет прогнозировать действие на урожай неблагоприятных для вегетации температур; в защищенном грунте знание температурных границ зон закаливания у растений дает возможность регулировать температурные условия среды с целью

I5 получения высоких урожаев при минимальных энергетических затратах.

Данным способом можно определять устойчивость к действию неблагоприятных для вегетации температур как целого растения на любой фенофазе развития, так и отдельных его органов (листьев), что определяется задачами исследований и размерами установок.

934999

Формула изобретения ф, оен. е0.

Составитель Е. Шкрадюк

Редактор М. Дылын Техред А. Бойкас Корректор В. Бутяга

Заказ 3980/4 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород; ул. Проектная, 4

Способ определения низких и высоких температурных границ зон закаливания растений, включающий измерение интенсивности фотосинтеза, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения способа, измеряют интенсивность видимого фотосинтеза при температуре 20 — 22 С, затем растения -подвергают действию высоких (22 — 44 С) и низких (2 — 22 С) положительных температур в течение 2,5 — 3 час с градиентом снижения и повышения 1 — 2 С/мин, после окончания действия температурного импульса снова измеряют интенсивность видимого фотосинтеза при температуре 20—

22 С и по изменению интенсивности после действия импульса температуры относительно исходной величины определяют границы зон закаливания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 457445, кл. А 01 б 7/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 353684, кл. А 01 Н 1/04, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР № 660631, кл. А 01 Н 1/04, 1979.

4. Дроздов С. Н., Сычева 3. Ф., Будыкина Н. П., Курец В. К. Эколого-физиологические аспекты устойчивости растений к заморозкам. Л., «Наука», 1977, с. 149.