Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РАСЧЕТА ВЫСОТЫ РАСТЕНИЙ ПОД ВЛИЯНИЕМ ЛЕСНЫХ ПОЛОС

Изобретение предназначено для использования в области сельского хозяйства и научных исследований при определении высоты и роста сельскохозяйственных растений под влиянием лесных полос. Может быть использовано для количественной оценки и прогнозирования урожайности зерновых и масличных культур в современных условиях ведения сельскохозяйственного производства.

Известен способ оценки роста и развития растений, основанный на том, что в процессе развития растения проводятся измерение диаметра апекса и подсчет числа клеток по его диаметру. Диаметр апекса измеряют с помощью окуляра-микрометра, число клеток по диаметру апекса подсчитывают методом морфогенеза (препарирования) под микроскопом. На основании этих данных определяется, на каком этапе развития (органогенеза) находится растение, скорость прохождения растением той или иной фазы развития и влияние различных воздействий на растение (стимуляторов роста, ингибиторов, удобрений) [1].

Недостатки данного способа:

1. Способ применим только в лабораторных условиях.

2. Непосредственно сама высота растения не рассчитывается.

3. Необходимость наличия узкоспециализированного оборудования.

Колпак Е.П., Столбовая М.В. [2] на основании экспериментальных данных получили следующее уравнение для скорости роста растений с учетом температурного режима:

, если T₁≤T≤T₂,

, если T<T_min или T>T_max.

где t - время, дни, - текущая высота растения, см, _max - теоретическая максимальная высота, которую может достигнуть растение по окончании роста, см, μ - константа (удельная скорость роста), 1/день, Т - температура воздуха за вегетационный период, °С, T₁ - минимальная температура воздуха, при которой начинается рост растения, °С, Т₂ - максимальная температура воздуха, при которой прекращается рост растения, °С, T_min - минимальная температура воздуха за вегетационный период, °С, T_max - максимальная температура воздуха за вегетационный период, °С.

Недостатки метода:

1. Исследования проводились на одном учебно-опытном участке и в теплицах, а не на производственных полях.

2. Зависимость учитывает один лимитирующий фактор - температуру воздуха.

О.М. Минаева, Е.Е. Акимова, С.Ю. Семенов [3] изучали влияние бактерий Pseudomonas sp. В-6798 на рост растений. Ими были получены следующие уравнения. Для роста пшеницы на стадии «прорастание-фаза выхода третьего листа» и проростков овса:

,

где y - длина проростка с течением времени, мм; t - время, ч; r - скорость удлинения проростка, мм/ч; x₀ - «минимальная» длина проростка, соответствующая длине проростка после активации зерна в течение 24 ч, мм; А - константа уравнения, численно соответствующая произведению минимальной длины проростка х₀ на максимально возможную в условиях эксперимента x_max, мм; В - константа уравнения, численно соответствующая разности минимальной длины x₀ проростка из максимальной x_max, мм.

Для роста проростков кукурузы:

L=L₀⋅e^rt,

где L - длина вегетативной части растения, мм; L₀ - длина проростка кукурузы после активации зерна в течение 24 ч, мм; r - скорость удлинения растения, мм/ч; t - время, ч.

Недостатки данного подхода:

1. Рост растений изучался под влиянием бактерий в симбиозе.

2. Исследования проводились в стационарных условиях (лаборатории) и на пробных площадках с бактеризованными семенами.

Цель настоящего изобретения - расчет роста сельскохозяйственных культур для повышения выхода урожая.

Поставленная цель достигается следующим образом. Производится отбор образцов сельскохозяйственных культур на площадках 1 м² по трансекте перпендикулярно лесной полосе не менее трех раз за период вегетации (от начала посева до конца вегетации). Высота образцов определяется непосредственно в поле или в лабораторных условиях.

Высоту растений представляют в виде логистической функции

,

где Н - высота растений, см; H_max - максимально возможная высота сельскохозяйственной культуры, см; τ - день вегетации, соответствующий дню отбора образцов; а и b - коэффициенты, которые рассчитывают по формулам

,

,

в которых N - число образцов; i - номер образца; H_o - высота образца, см; τ - день вегетации на момент взятия образца. Точность прогноза составляет не менее 95%.

Литература

1. Авторское свидетельство РФ RU 2075920 C1, A01G 7/00, 01.1995.

2. Колпак Е.П., Столбовая М.В. Математическая модель кинетики роста растений, Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов, 2013, №12(90), С. 230-232.

3. Минаева О.М., Акимова Е.Е., Семенов С.Е. Антагонистическое действие на фитопатогенные грибы и стимулирующее влияние на рост и развитие растений формальдегидутилизирующих бактерий Pseudomonas sp. В-6798, Вестник Томского государственного университета. Биология, 2008, №2, С. 28-42.