Пропустить навигацию.
Главная
Ученье - свет...

Разработка Метода Оценки Состояния Растений на Основе Определения Сопротивления в Системе Почва-Растение

измерение сопротивления древесины ЛандМэпперУДК 504.064: 631.413

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ РАСТЕНИЙ НА ОСНОВЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ В СИСТЕМЕ ПОЧВА-РАСТЕНИЕ*

Н.В. Терехова1, Г.Н. Федотов1, А.И. Поздняков2

1Московский Государственный Университет леса

2Факультет Почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, antpozd@bk.ru

При мониторинге молодых посадок в условиях города чрезвычайно важно правильно оценить состояние растений. В настоящее время, для определения состояния молодых посадок используют визуальный метод обследования. Однако,  данный метод позволяет обнаружить ухудшение состояния растений только после появления внешних признаков, которые зачастую начинают наблюдаться через несколько месяцев, а иногда и через несколько лет. Поэтому,  разработка метода оценки  ослабления деревьев на ранних стадиях их проявления, представляет собой весьма важную задачу.

Можно предположить, что при рассмотрении системы почва-растение, у растений, имеющих большую листовую поверхность, будет   более высокая транспирация и, следовательно, больше площадь активной корневой системы,  а  электрическое сопротивление меньше. Отсюда,  цель исследования состояла в разработке способа оценки  активноcти корневой системы растений,   на  основании  измерений электрического сопротивления между корневой системой растений и почвой.

Для измерения электрического сопротивления использовали 4-х электродный метод, суть которого заключается в пропускании слабого электрического тока между задающими электродами, размещенными, в нашем случае, один в растении, а другой в почве и фиксации разности потенциалов между измерительными электродами, расположенными между задающими электродами один в растении, а другой в почве.

При проведении измерения подобным образом величина сопротивления является суммой сопротивлений: растения, почвы и границы раздела почва-растение. Причем первые два сопротивления необходимо минимизировать, так как они вносят ошибку в определение величины сопротивления границы раздела почва-растение, характеризующей состояние растений. Предварительно проведенные эксперименты показали, что измерения лучше проводить на постоянном токе при разности потенциалов на задающих электродах в несколько вольт.

Поэтому в качестве измерительного прибора использовали «LANDMAPPER – 02», разработанный фирмой LANDVISER (США) с участием фирмы ASTRO GROUP (Россия). В этом случае влияние сопротивления предварительно увлажненной почвы и самого растения становится минимальным.

Учитывая сложность, а в ряде случаев и невозможность, прямого расчета геометрического коэффициента К, в формуле используемой в приборе для расчета электрического сопротивления при измерениях в системе почва-растение, когда измерительные электроды расположены и в почве и в растении, а не на прямой линии, его подбор проводили на основании предварительных измерений по стационарной мостовой схеме измерения сопротивлений.

На первом этапе исследования были проведены опыты на травянистых растениях, позволяющие выяснить наличие корреляции между величиной электрического сопротивления и размерами надземной части растения. Полученные данные свидетельствуют о том, что растения большего размера имеют примерно в два раза меньшие значения электрического сопротивления по сравнению с растениями меньшего размера (Табл. 1).

Таблица 1. Электрическое сопротивление между корневой системой растения и почвой в мае 2006 г. 

№ пп

Название растения

Электрическое сопротивление, кОм

Растения высотой до 19 см

Растения высотой до 6 см

1

Желтушник лакфиолетовый

34 + 6

104 + 26

2

Пастушья сумка - обыкновенная

36 + 14

64 + 8

3

Полынь обыкновенная

54 + 6

105 + 13

4

Чистотел большой

35 + 5

78 + 26

5

Осот полевой

66 + 16

165 + 31

6

Незабудка мелкоцветная

10 + 1

27 + 7

7

Крапива двудомная

46 + 15

102 + 25

8

Пижма обыкновенная

92 + 20

153 + 11

 

На следующем этапе было изучено влияние облиственности кустарников на электрическое сопротивление между корневой системой и почвой. Эксперименты, проведенные в тепличном хозяйстве «МиАгр» на срезочных сортах роз:  Тинеке, Ред сексес,  Анжелика, Амбассадор, Ред серенада, Кардинал, Карамболь, Фриско, Баркаролла, Бургунд показали, что у кустов роз с площадью листовой поверхности до  1700 см2 отмечено значение электрического сопротивления в системе почва-растение  около 25 кОм. Растения площадью листовой поверхности свыше 1700 см2   имели более низкие показатели электрического сопротивления - 9 кОм.

Были проведены измерения электрического сопротивления на древесных растениях (Табл. 2) произрастающих в Валентиновском питомнике Московской области. Было обнаружено, что  деревья без внешних признаков ослабления имеют минимальное значение электрического сопротивления. Причем чем хуже было визуально определяемое состояние молодых растений, тем выше было значение электрического сопротивления.

Таблица 2. Электрическое сопротивление между корневой системой и почвой у молодых древесных растений разного возраста и состояния.         

пп

Вид растения

Средние

Средние значения сопротивлений у деревьев разных категорий состояния ,  кОм

D, см

H, м

1

2

3

4

1

Клен остролистный

1,1

1,3

25 + 3

48 + 18

60 + 12

-

2

Клен остролистный

2,2

2,0

5 + 1

9 + 1

9 + 5

14 + 4

3

Липа мелколистная

-

0,3

25 + 2

35 + 5

56 + 15

94 + 20

4

Рябина обыкновенная

1,3

1,3

12 + 1

20 + 2

25 + 6

35 + 23

5

Ясень пенсельванский

0,9

0,8

27 + 5

-

-

-

Полученные данные свидетельствуют о перспективности метода оценки состояния растений с помощью измерения  электрического сопротивления между корневой системой и почвой. Преимущество этого метода перед визуальными методами оценки состояния растений проявляется в том, что любые негативные воздействия на растения вызывают сначала нарушение физиолого-биохимических процессов, которые методом  электрического сопротивления можно обнаружить уже через несколько дней, в то время как видимые морфологические изменения проявляются через значительно больший промежуток времени, когда исправить положение часто уже невозможно.

* Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, грант № 06-04-48461