Приборное и методологическое обеспечение диагностики потребности растений в элементах питания

Приборное и методологическое обеспечение диагностики потребности растений в элементах питания

Автор: Гуреев Иван Иванович

Журнал: Инженерные технологии и системы @vestnik-mrsu

Рубрика: Агроинженерия

Статья в выпуске: 4, 2022 года.

Бесплатный доступ

Введение. Минеральные удобрения, без которых невозможны интенсивные технологии производства сельскохозяйственных культур, являются дорогостоящим и экологически небезопасным ресурсом, загрязняющим почву и продукты земледелия при избыточном внесении. Поэтому использовать удобрения необходимо исходя из диагностических данных потребности растений. Цель исследования - приборное и методологическое обеспечение современной функциональной диагностики потребности растений в элементах питания, ориентированной на активизацию процесса фотосинтеза. Материалы и методы. Предложено в процессе диагностики многочисленные промежуточные пластиковые пробирки со смесью постоянных компонентов (хлористого натрия, суспензии хлоропластов и краски Тильманса) вариантов диагностического раствора заменить эластичной единой светозащитной емкостью. Однородная смесь в единой емкости исключает ошибку концентрации компонентов раствора, сопутствующую многоразовому формированию смесей в промежуточных пробирках. Это позволило уменьшить количество однотипных операций заполнения пипеточными дозаторами промежуточных пробирок, повторяющихся для каждой смеси элементов. Исследования выполнены в 2021-2022 гг. с использованием механических пипеточных дозаторов «Ленпипет» Thermo Fisher Scientific (Финляндия) - 10 мл, «Ленпипет Колор» - 100 мкл и «Ленпипет Колор» - 200 мкл. Погрешность их определяли на электронных весах ВК-600. Результаты исследования. С применением инновации возросла достоверность диагностических данных вследствие уменьшения ошибки концентрации компонентов в растворе смеси в среднем на 8,6 %. Кроме того, снизились затраты времени на выполнение диагностики в 1,7 раза, что в условиях ограниченного времени жизни хлоропластов благоприятно сказалось на получении достоверных данных. Обсуждение и заключение. Достоверные данные диагностики потребности растений в элементах питания позволят сэкономить удобрительные ресурсы, а также повысить качество производимой сельскохозяйственной продукции, не загрязненной избыточными элементами питания.

Еще

Функциональная диагностика, достоверность, элементы питания, хлоропласты, фотохимическая активность, оптимизационная программа

Короткий адрес: https://sciup.org/147238939

IDR: 147238939   |   DOI: 10.15507/2658-4123.032.202204.504-519

Список литературы Приборное и методологическое обеспечение диагностики потребности растений в элементах питания

  • Revisiting Fertilizers and Fertilization Strategies for Improved Nutrient Uptake by Plants / P. S. Bindraban [et al.] // Biology and Fertility of Soils. 2015. Vol. 51, Issue 8. P. 897-911. doi: https://doi. org/10.1007/s00374-015-1039-7
  • Krasilnikov P., Taboada M. A., Amanullah. Fertilizer Use, Soil Health and Agricultural Sustainability [Электронный ресурс] // Agriculture. 2022. Vol. 12, Issue 4. doi: https://doi.org/10.3390/agriculture12040462
  • Gonova O. V., Malygin A. A. Economic and Mathematical Methods and Their Practical Application in Agrochemical Experiment [Электронный ресурс] // Journal of Agriculture and Environment. 2021. Vol. 1, Issue 17. doi: https://doi.org/10.23649/jae.2021.1.17.6
  • Nanotechnologies for Increasing the Crop Use Efficiency of Fertilizer-Micronutrients / C. M. Monreal [et al.] // Biology and Fertility of Soils. 2016. Vol. 52, Issue 3. P. 423-437. doi: https://doi.org/10.1007/ s00374-015-1073-5
  • Lukin S. V., Zhuikov D. V. Content and Balance of Trace Elements (CO, MN, ZN) in Agroeco-systems of the Central Chernozemic Region Russia [Электронный ресурс] // Agriculture. 2022. Vol. 12, Issue 2. doi: https://doi.org/10.3390/agriculture12020154
  • Assessing the Impact of Soil Degradation on Food Production / P. S. Bindraban [et al.] // Current Opinion in Environmental Sustainability. 2012. Vol. 4, Issue 5. P. 478-488. doi: https://doi.org/10.1016/). cosust.2012.09.015
  • Improving Yield and Nitrogen Use Efficiency through Alternative Fertilization Options for Rice in China: A Meta-Analysis / W. Ding [et al.] // Field Crops Research. 2018. Vol. 227. P. 11-18. doi: https:// doi.org/10.1016/j.fcr.2018.08.001
  • Use of a Colloidal Solution of Metal and Metal Oxide-Containing Nanoparticles as Fertilizer Soybean Productivity / L. Batsmanova [et al.] // Journal of Central European Agriculture. 2020. Vol. 21, Issue 2. P. 311-319. doi: https://doi.org/10.5513/JCEA01/21.2.2414
  • Plant-Mediated Synthesis of Nanoparticles and Their Antimicrobial Activity against Phytopatho-gens / J. A. Hernández-Díaz [et al.] // Journal of the Science of Food and Agriculture. 2021. Vol. 101, Issue 4. P. 1270-1287. doi: https://doi.org/10.1002/jsfa.10767
  • Ingle A. P., Gupta I. Role of Metal-Based Nanoparticles in Plant Protection // Nanotechnology in Plant Growth Promotion and Protection: Recent Advances and Impacts ; Ed. by A. P. Ingle. John Wiley & Sons Ltd., 2021. P. 220-238. doi: https://doi.org/10.1002/9781119745884.ch11
  • Feed the Crop Not the Soil: Rethinking Phosphorus Management in the Food Chain / P. J. A. Withers [et al.] // Environmental Science & Technology. 2014. Vol. 28, Issue 12. P. 6523-6530. doi: https://doi. org/10.1021/es501670j
  • Iodine Bio Fortification of Wheat, Rice and Maize through Fertilizer Strategy / I. Cakmak [et al.] // Plant and Soil. 2017. Vol. 418, Issue 1-2. P. 319-335. doi: https://doi.org/10.1007/s11104-017-3295-9
  • Spraying High Concentrations of Chelated Zinc Enhances Zinc Biofortification in Wheat Grain / M. Xu [et al.] // Journal of the Science of Food and Agriculture. 2021. Vol. 102, Issue 9. P. 3590-3598. doi: https://doi.org/10.1002/jsfa.11705
  • Беляев Н. Н., Дубинкина Е. А. Продуктивность сортов озимой пшеницы в зависимости от применения микроудобрения Аквадон-Микро // Земледелие. 2013. № 6. С. 45-47. URL: https:// elibrary.ru/item.asp?id=20446189 (дата обращения: 20.07.2022).
  • Цыганков В. И. Влияние удобрения Акварин 5 на урожайность и качество озимой пшеницы // Земледелие. 2007. № 6. С. 21. URL: http://jurzemledelie.ru/arkhiv-nomerov/6-2007 (дата обращения: 20.07.2022).
  • Лазарев В. И., Золотарева И. А., Шершнева О. М. Способы применения микробиологических препаратов Гуапсин и Трихофит на озимой пшенице // Земледелие. 2014. № 2. С. 23-24. URL: https://clck.ru/32VFav (дата обращения: 20.07.2022).
  • Sharifi A. Remotely Sensed Vegetation Indices for Crop Nutrition Mapping // Journal of the Science of Food and Agriculture. 2020. Vol. 100, Issue 14. P. 5191-5196. doi: https://doi.org/10.1002/jsfa.10568
  • Modern Imaging Techniques in Plant Nutrition Analysis: a Review [Электронный ресурс] / D. Li [et al.] // Computers and Electronics in Agriculture. 2020. Vol. 174. doi: https://doi.org/10.1016/j.com-pag.2020.105459
  • Photosynthesis of Winter Effectively Reflected Multiple Physiological Responses under Short-Term Drought-Rewatering Conditions / Q. Mu [et al.] // Journal of the Science of Food and Agriculture. 2021. Vol. 102, Issue 6. P. 2472-2483. doi: https://doi.org/10.1002/jsfa.11587
  • Effects of Potassium Deficiency on Photosynthesis, Chloroplast Ultrastructure, ROS, and Antioxidant Activities in Maize (Zea Mays L.) / Q. Du [et al.] // Journal of Integrative Agriculture. 2019. Vol. 18, Issue 2. P. 395-406. doi: https://doi.org/10.1016/S2095-3119(18)61953-7
  • Федотов Г. Н., Шалаев В. С., Батырев Ю. П. Микроорганизмы почв и стимуляторы прорастания семян // Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture. 2019. Т. 11, № 1. С. 47-64. doi: https://doi. org/10.12731/2658-6649-2019-11-1-47-64
  • Meta-Analysis Approach to Assess the Effects of Soil Tillage and Fertilization Source under Different Cropping Systems / M. Allam [et al.] // Agriculture. 2021. Vol. 11, Issue 9. doi: https://doi. org/10.3390/agriculture11090823
  • Способ обеспечения растений минеральными элементами : патент 952168 СССР / Плеш-ков А. С., Ягодин Б. А. № 2970658/30-15 ; заявл. 31.07.1980 ; опубл. 23.08.1982. 4 с.
  • Абдуазимов А. М., Вафоева М. Б. Влияние суспензии различного компонента на биохимический состав листа озимой пшеницы // Life Sciences and Agriculture. 2020. Т. 2, № 2. С. 82-85. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43790945 (дата обращения: 20.07.2022).
  • Pahmeyer C., Kuhn T., Britz W. 'Fruchtfolge': a Crop Rotation Decision Support System for Optimizing Cropping Choices with Big Data and Spatially Explicit Modeling [Электронный ресурс] // Computers and Electronics in Agriculture. 2021. Vol. 181. doi: https://doi.org/10.1016/j.compag.2020.105948
  • Способ диагностики потребности растений в минеральных элементах питания : патент 2541310 Российская Федерация / Гуреев И. И. Опубл. 10.02.2015.
  • Гуреев И. И., Жердев М. Н., Брежнев А. Л. Технологии выращивания ячменя с использованием микроэлементных удобрений и регуляторов роста // Земледелие. 2015. № 3. С. 34-36. URL: https://clck.ru/32VHA3 (дата обращения: 20.07.2022).
  • Гуреев И. И., Жердев М. Н., Брежнев А. Л. Совершенствование агротехнологии выращивания озимой пшеницы с использованием удобрений, содержащих микроэлементы // Земледелие. 2016. № 8. С. 25-28. URL: https://clck.ru/32VHCP (дата обращения: 20.07.2022).
  • Программа для оптимизации питания растений по данным функциональной листовой диагностики : свидетельство о регистрации программы № 2021617738 / Гуреев И. И. Опубл. 19.05.2021. Agricultural engineering 517
  • Способ листовой диагностики потребности растений в минеральных элементах питания : патент 2780843 Российская Федерация / Гуреев И. И. Опубл. 04.10.2022.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp