Применения фитомониторинга водного обмена персика

Водный обмен играет важную роль в жизнедеятельности растений. Одной из основных его
характеристик является темп движения воды по сосудам ксилемы ствола , отражающий реакцию на изменения
условий окружающей среды. Изучением изменений скорости водного потока в ведущих сосудах ксилемы
древесных плодовых культур занималось немало отечественных и зарубежных исследователей , при этом в методическом плане предпочтение отдается биофизическим исследованиям попомощью фитомониторинг , главным вопросом которого является диагностика физиологического состояния растений соответствующего генотипа в разных экологических условиях.
Прежде всего, выделяются те физиологические показатели, которые являются наиболее информативными для диагностики и вместе с тем могут непрерывно автоматически. Итак , фитомониторинг предусматривает долговременное
непрерывное одновременное наблюдение за несколькими процессами в целостной интактной растению за
помощью систем непошкоджуючих датчиков. Учредители методологии фитомониторинга и их последователи продолжают применять его как средство управления продукционным процессом в
однолетних сельскохозяйственных культур в открытом грунте и в теплицах. В
многих научных работах обсуждаются результаты исследований по
фитомониторинга скорости ксилемного потока в стволе дерева с использованием метода
теплового баланса . Авторы отмечают , что интенсивность водного обмена растений в значительной степени
зависит от условий освещенности , температуры и влажности воздуха. При достаточном содержании в
почве физиологически доступной влаги скорость восходящего ксилемного потока зависит от
интенсивности транспирации и определяется степенью развития листового аппарата на фоне изменений
метеорологических условий. Недостаточной влажности почвы листья для компенсации транспирационного
расходов использует влагу древесины ствола. Ускоренный темп ксилемного потока ночью
свидетельствует о пополнении запасов влаги в стволе , которое было потрачено в течение предыдущего
дня . Исследователи доказывают несомненную перспективность использования
фитомониторингових методов определения потребности плодовых растений и винограда в воде с целью
разработки и совершенствования информационных технологий в плодоводстве для получения стабильных
урожаев .
Из группы показателей , позволяющих применять фитомониторинг с использованием
информационно — измерительных систем для диагностики физиологического состояния растений при
соответствующих экологических условиях , таким требованиям отвечают скорость ксилемного потока в
плодовых деревьев и температура их листьев (или разница между температурой листа и воздуха).
Первая характеризует реакцию растения на изменения водного статуса , последняя относится к ее
эндогенных характеристик.
Методика . Исследования проводили летом 2006 года в государственном предприятии
Опытное хозяйство ( ГП ОХ ) « Мелитопольское » Института орошаемого садоводства им . М.Ф.
Сидоренко УААН с деревьями персика сорта Иван Тупицын 2002 посадки ( подвой —
абрикос ) , высаженными по схеме — 5 х 4 м.
Интенсивность солнечной радиации регистрировали с помощью альбедометра МВ- 69 с
записью на потенциометре . Показатели температуры воздуха фиксировались на термографы .
Влажность почвы определяли термостатно — весовым методом .
Устанавливали показатели физиологического состояния деревьев , а именно : индекс скорости
ксилемного потока в стволе и температуру листьев. Они отвечают методологии
фитомониторинга и могут выступать объектами его сравнительного анализа . Первый из них
определяли тепловым методом по П.В. Тихов [ 17] с помощью датчиков , термочувствительными
элементами которых являются дифференциальные медь -константановые термопары , расположенные в металлических трубках
диаметром 0,8 мм. Нагреватель датчика сделано с константановых проволоки диаметром 0,18 мм , который
намотан на металлическую трубку диаметром 1 мм. Датчик регистрирует температуру в двух точках ,
размещенных в ксилеме по вертикальной оси ствола на одинаковом расстоянии (15 мм ) от нагревателя.
 Температуру листьев регистрировали на самопишущий потенциометре с помощью датчиков .
Они определяют разницу между температурами листьев и смоченного термометра. датчик
состоит из четырех последовательно соединенных медь — константановых термопар , одни концы которых
размещено на деревьях , в четырех листьях с разных сторон света на расстоянии 1,5 м от поверхности
почвы , другие — в постоянно смоченной батистовых ткани.
По диагностический показатель водного дефицита при воздушной и почвенной засухи
избран ранее установленный параметр индекса скорости ксилемного потока в стволе . этот
параметр обработано на деревьях яблони.
Результаты исследований . Интенсивность водного обмена растений зависит прежде всего от
влажности почвы. Не менее важную роль в этом процессе играют освещенность и температура
воздуха . Такая относительно засухоустойчива культура , как персик , также проявляет активную соответствующую
реакцию на изменения условий окружающей среды . Это наглядно демонстрирует рисунок , на котором
приведены суточные динамики индекса скорости водного тока в стволе , а также температуры
листьев. Характер зависимости показателей физиологического состояния растений от дневных изменений условий
окружающей среды в значительной степени определяется напряженностью этих изменений. В день проведения
эксперимента ( 21.08.2006 г. ) , максимальная температура воздуха достигала 33,1 ° С при
минимальной относительной влажности воздуха 36% , скорость ветра составляла 1,3 м / с . на фоне
оптимального увлажнения почвы ( 70 % НВ ) повышение температуры воздуха и увеличение
интенсивности солнечной радиации повышали температуру листьев и значительно снижали индекс
скорости ксилемного потока в стволе деревьев персика .
При таких погодных условиях температурные изменения , происходившие в листьях , свидетельствуют , что в
ночной период , когда последние отдают тепло , их температура ниже температуры воздуха
( см. рис . ) , которую она одновременно значительно превышала ( максимально на 8оС ) , во время интенсивной
солнечной радиации (с 9 до 17 часов ) . Итак , температурный ритм листьев зависит не только от
абиотических факторов , но и от интенсивности процессов жизнедеятельности растений.
Стремительный рост индекса скорости ксилемного потока в стволе наблюдалось после
восхода солнца (около семи часов ) . Своего максимального значения индекс достигает в восемь
часов и соответствует моменту увеличения интенсивности транспирационного потока . Затем , в
девять часов , данный показатель резко снижается и остается на соответствующем уровне
течение дневных часов суток до 17 часов , когда происходит вечернее его роста , а
позже снижение до уровня значений предыдущей ночи. При повышении температуры и
уменьшении влажности воздуха в дневные часы даже при достаточной обеспеченности деревьев влажной
в них возникает водный дефицит . На это указывает величина отношения индекса ксилемного потока в
предрассветные часы в его дневных значений . Эта величина равна или превышает единицу
и является диагностическим параметром управления водным режимом растений при наличии воздушной
засухи . При таких условиях водный дефицит листьев , определенный в послеполуденный время по методике
М.Д. Кушниренко и др. . , составлял 19% .
Необходимо отметить , что индекс скорости водного тока по ведущим сосудах ксилемы в
дневные часы суток является зеркальным отражением абсолютных значений этого показателя в стволе
. Поэтому снижение его после девяти часов утра свидетельствует о высшем интенсивность
восходящего транспирационного потока днем , которая наблюдалась на других плодовых культурах и
винограде при встраивания датчиков измерения скорости ксилемного потока в ствол растений
.
При анализе экспериментальных данных , выявлено , что физиологическим процессам в деревьях
персика свойственна четкая суточную периодичность . Характер их изменения в значительной степени зависит от
интенсивности факторов окружающей среды . Суточный ритм скорости ксилемного
потока дает наглядное представление о состоянии водного обмена растений , по которому можно установить период
его дисбаланса и формирования водного дефицита . Кроме того , в стволе интегрируются изменения
водного режима , возникающие в отдельных частях кроны. Следовательно, показатель скорости
ксилемного потока в стволе дает информацию о водный обмен растения и является подлежащим
деревьев персика на фоне температуры воздуха и солнечной радиации
Выводы . Исследование динамики водного обмена растений с помощью методов
непрерывной автоматической регистрации ряда физиологических функций фитомониторинга достаточно
информативными . В частности , анализ переходных процессов водообмена может быть основой для
диагностики водного дефицита и назначения сроков мелкодисперсного дождевания плодовых
растений , например , персика .
Влагообеспеченность плодовых растений является одним из важнейших условий их нормального
роста и развития , функционирования и высокой производительности. Изучение водного обмена с
показателями скорости ксилемного потока в стволе плодовых деревьев и температурных изменений в
листьях в зонах с засушливыми климатическими условиями , где во время вегетации деревьев существует
вероятность воздушной засухи , даст возможность своевременной диагностики водного дефицита и
установление срока проведения поливов и обеспечит рациональное использование
оросительной воды.