Способ оценки действия оптического излучения на растения

Способ оценки действия оптического излучения на растения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

И.И.Свентицкий и В.Н.Зайцев (? I ) Заявитель

Институт агрохимии и почвоведения АН СС (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ДЕЙСТВИЯ ОПТИЧЕСКОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ НА РАСТЕНИЯ

Изобретение относится к физиологии растений и сельскому хозяйству, преимущественно к растениеводству защищенного грунта, и может быть использовано для изучения управляющего действия оптического излучения (ОИ) разного спектрального состава на рост и развитие высших растений.

Известен способ оценки действия

ОИ различного спектрального состава на растения путем измерения интегральной облученности с помощью актинометрических приборов (1 .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является спо15

° соб оценки действия ОИ на расте- ния, включающий измерение поглощения потока излучения фоторецептора ми листьев растений (2) .

Недостатком этого способа является сложность и длительность процесса измерения.

Для выявления регуляторного действия излучения источников с различным спектром на расстения проводят длительные выращивания их в контролируемых условиях среды. Облучая растения в течение всей вегетации, наблюдают за их развитием и затем сравнивают скорость развития их и образования репродуктивных органов ими под влиянием излучения сравниваемых источников.

Регуляторное действие ОИ на растения осуществляется посредством двух взаимопревратимых форм фитохрома, содержащихся в растениях и име-: юпщх максимумы-Поглощения при длйнах волн б60 нм (Р о и Р7зо нм (Рт о1 . Эти формы фитохрома вызы вают-взаимно антагонистичные реакции растений в отношении развития.

В случае преобладания поглощения из" лучения одной формой фитохрома (Рт ) ускоряются процессы развития.и пло - доношения растений, при преобладаю881586

20, 2 с максимумом пропускания при длине

„волны 730 нм и нейтральным светофиль30

35 щем поглощении излучения другой форМоН (Рб о) происходят противоположные процессы — развитие растений замедляется, усиливается рост вегет тивных ч стей, задерживается образование репродуктивных органов.

Цель изобретения — упрощение и ускорение процесса оценки и измерения регуляторного действия ОИ на растения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе оценки действия оптического излучения на растения, включающем измерение поглощения потока излучения фоторецепторами листьев растений, из общего потока излучения выделяют часть энергии, всего активного диапазона длин волн1 пропорциональную спектральному коэффициенту поглощения формы фитохрома Р600» и часть энергии, пропорциональную спектральному коэффициенту поглощения другой формы фитохромы

Р73О, после чего определяют отношение первой выделенной части энергии ко второй и по полученному значению отношения судят о регуляторном действии излучения на растения.

Раздельное выделение и последу— ющее определение отношения условно эффективных фитохромных по-оков, соответствующих поглощению ОИ формами фитохрома Р о и Р,, обеспечивает непосредственную количественную оценкурегуляторного воздействия излучения источников с любым спектральным составом на развитие растений.

Принципиальное отличие предлагаемого,способа оценки регуляторного действия ОИ на растения от исполь-. зуемого в настоящее время непосредственного облучения рас-ений и срав.нения зарегистрированной скорости развития их заключается в том, что она проводится без затрат труда, времени и средств на длительное выращивание растений в контролируемых условиях, а также не требует наблюдений за их развитием.

Раздельное выделение условно эффективных фитохромных потоков для форм фитохромов Р щ, и Р730 и определение этих потоков не требует существенных затрат средств, времени и труда. Для упрощения, повышения точности и надежности вь|полнения этих операций предлагается устройство, IIosRozIHNIqGe осуществ ять непосред40

4 ственную количественную оценку регупяторного действия ОИ на растения через фитохромы, На чертеже приведена принципиальная схема устройства, реализующего способ.

Устройство состоит из светофильтров 1-3, фотоэлементов 4 и 5, усилителей 6 и 7, аналогового делителя 8, стрелочного прибора 9, источника питания 10. Фотоэлементы 4 и 5 чувствительны к излучениям в области 300800 нм и имеют одинаковые спектральные и интегральные характеристики.

Входное окно фотоэлемента 4 перекрывается интерференциальным светофильтром 1 с максимумом пропускания при

660 нм, а фотоэлемента 5 — перекрывается интерференцианным светофильтром тром 3 с коэффициентом пропускания

0,5. Фотоэлементы 4 и 5 электрически связаны с входом аналогового делителя 8 через усилители 6 и 7, который работает на принципе сравнения двух частот, пропорциональных соответствующим значениям фототоков фотоэлементов 4 и 5. Выход аналогового делителя 8 электрически связан со стрелочным прибором 9. Автономное питание устройства осуществляется от малогабаритных батарей 10, Устройство функционирует следующим образом.

Световой поток от источника оптического излучения пропускается светофильтрами 1-3 и попадает на фотоэлементы 4 и 5. Интерференционные светофильтры и имеют одинаковые значения максимумов коэффициентов пропускания и ширину полуполосы пропуска. ия: один 1) — 30 нм, а другой (2)

50 нм. Излучение вызывает в фотоэлементах фототоки 1 и lI которые усиливаются усилителями 6 и 7 и затем поступают на вход аналогового делителя 8, которым измеряется их отношение, и сигнал с делителя подается на стрелочный прибор 9. Шкала прибора проградуирована в значениях отношения фототоков 1, /17 или что одно и то же, в величинах отношения условно эффективных фитохромных потоков форм фитохрома Р б„ и

Р73О в пределах от 0 до 100.

При измерении величины отношения условно эффективных фитохромных потоков оба фотоэлемента усгройства рас881586

Формула изобретения

Зо

Тип ис ника .и ния

3,60

3,65

ДРЛФ-400

ДНАТ-400

ДРФ-1000

2,69

2,63

2,23

2,24

2,86

2,93

ЛФ-40-1

3,70

3,75.ЛК-40

Лампа накаливания

300 Вт, 220 В

1,78

1,80

Ксеноновая лампа

ДКСТВ-6000 2,25

2,22 полагаются на уровне верхних листьев растений перпендикулярно направлению падающего на растения излучения. Через 5-10 с после включения питания и прекращения движения стрелки произ5 водят отсчет.

Пример. Непосредственным измерением с помощью устройства определены значения отношения условно эффективных фитохромных потоков для форм фитохрома Р ои Р растений, для спектрального состава излучений семи электрических ламп, наиболее часто применяемых при облучении растений.

В таблице приведены результаты измерений устройством и расчета отношения фитохромного потока для формы фитохрома P о к потоку для формы фитохрома Р ц °

Устройство обеспечивает достаточно точное измерение отношения условно эффективных фитохромных потоков, характеризующее регуляторное действие излучения на растения, ь

Предлагаемый способ оценки регуляторного действия оптического излучения на растения через фитохромы обеспечивает по сравнению с существующим способом возможность непосредственной оценки регуляторного действия на растения излучения различного спектрального состава без длительного вырашивания растений и наблюдений за их развитием; возможность выбора искусственных источников для требуемого регуляторного облучения растений с целью направленного ускорения или задержания развития растений, а также увеличения доли хозяйственно полезного урожая от общего биологического урожая °

Способ оценки действия оптическо- го излучения на растения, включающий измерение поглощения потока излучения фоторецепторами листьев растений, отличающийся тем, что, с -целью упрощения и ускорения процесса измерения, из общего потока излучения предварительно выделяют часть энергии, всего активного диапазона длин волн, пропорциональную спектральному коэффициенту поглощения формы фитохрома P, и часть энергии, пропорциональную спектральному коэффициенту поглощения другой формы фитохрома P, после чего определяют отношение первой выделенной части энергии ко второй и по полученному значению отношения судят о регуляторном действии излучения на растения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Янишевский Ю.Д. Актинометрические приборы и методы наблюдений.

Л., Гидрометеоиздат, 1957, с. 10-30.

2. Авторское свидетельство СССР

11 124669, кл. G 01 J 3/12, 1958 (прототип), 881586

Со ст ави тель Е . Карманов а

Редактор Л.Повхан Техред P.Îëèÿí Корректор М.Поко аказ 9961 66 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. проектная, 4