Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Оптимизация водного режима культурных растений и обеспечивающая ее система мониторинга

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация водного режима культурных растений и обеспечивающая ее система мониторинга"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

КИЕВСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

-----

На правах рукопи.

ильницкий

ОЛЕГ АНТОНОВИЧ

УДК 581.112.681.513.3:681.0';

ОПТИМИЗАЦИЯ ВОДНОГО РЕЖИМА КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ И ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ ЕЕ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА

03.00.12-физиология растений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

КИЕВ - 1994

Диссертацией является рукопись.

Работа выполнена в отделе физиологии и биофизики растений Государственного Никитского ботанического сала

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор Соловьева Марья Александровна, доктор биологических наук, Булах Анатолий Андреевич, доктор биологических наук, Чалля Андрей Засилье_<,:-1

Ведущая организация-Центральный ботанический сад АН Украины, Киев

Защита диссертации состоится •А?., в часов на заседании Специализированного ученого

совета Д 01.01.07 для защиты диссертаций на биологическом факультете Киевского университета им. Тараса Шевченка

по адресу : г. Киев-127, проспект Глушкова, 2. Почтовый адрес: 252601,г. Киев 17, ул. Владимирская, 64.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан "_" _ 1994г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат биологических наук, профессор

А. В. БРАЙОН

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. На Украине сосредоточена значительная часть насаждений плодовых культур, из которых 85% находятся в лесостепной и степной зонах. Только в степной ее зоне плодоЕые и ягодные насаждения размещены на площади 450 тыс.га, из которых 35 тыс. косточковых плодовых культур, что составляет 62Х их общей площади.

В Крыму площади под садами составляют более 60 тыс.га, в том числе около 13 тыс. га заняты косточковыми плодовыми культурами. Интенсивное садоводство возможно при количестве осадков 700-800 мм, а на Украине основная часть плодовых насаждений размещена в зонах с выпадением осадков 350-500 мм. Для повышения продуктивности плодовых насаждений их необходимо орошать. На Украине орошается около 90 тыс.га, из которых в Крыму - 39 тыс.га.

Учитывая дефицит пригодной для полива воды, можно утверждать, что полностью плодовые насаждения орошать будет невозможно.

Повышению урожайности плодовых растений способствует правильная интродукция, селекция и районирование, а также определение и, по возможности, поддержание оптимальных условий их выращивания.

В условиях интенсификации плодоводства селекционеры совместно с другими исследователями ставят задачу вывести высокопродуктивные сорта с комплексной устойчивостью к неблагоприятным условиям внешней среды и различным заболеваниям. Новый селекционный материал необходимо оценить на ранних этапах их роста и развития и отобрать высокопродуктивные формы, а также определить возможность районирования его в конкретных географических регионах.

Для этого необходимо комплексное исследование состояния и функций растения с помощью современных информационно-измерительных систем. Эти исследования позволяет осуществить фи-томониторинг, задачами которого, наряду с физиологическими и биофизическими исследованиями, является также диагностика физиологического состояния растений и свойств генотипа. Этот термин уже признан в научной литературе (Радченко,

1987,1990., Воробь ев, 1988, Тон, Клейман,1990,Лялин, Радченко, Карманов,1987,Лялин,1990,Нилов,1990,Кайбияйнен,1989 и др.) и его методы широко применяются в различных направлениях исследований.

Под термином "физиологическое состояние растений" подразумевается информация об уровне и направлении изменения контролируемых функций (параметров) растения, которыми могут быть интенсивность фотосинтеза, рост, тургор, водный потенциал, скорость ксилемного потока, транспирация, разность температур лист-воздух, устьичное сопротивление и т.п. Физиологическое состояние растения позволяет судить о степени оптимальности внешних условий и потребности растения. Эту информацию можно использовать для оперативного управления каким-либо процессом, например, водным режимом, и для разработки технологий, позволяющих определять и поддерживать оптимальные условия выращивания растений. Целью диагностики свойств генотипа является эколого-физиологическая паспортизация сорта, т.е. оценке таких характеристик, как устойчивость к различным стресса* (жаро-засухо-морозоустойчивость), продуктивность, адаптивны! потенциал, транпирационный коэффициент или коэффициент продуктивности и т.п. Все эти характеристики должны использоваться при селекции, интродукции и районировании различны: сортов растений.

Решению задач разработки и применения методологии фито мониторинга при Еыращивании культурных растений и посвящен данная работа.

Цель и задачи работы. Целью настоящего исследования на основе современных технических средств с использованием тер модинамического подхода и математического моделирования явля

лось:

1. Установить универсальные связи между факторами внед ней среды и фнзилогическими параметрами растения,' поддающимс непрерывному, неповреждающему контролю с целью определен! оптимальных условий их выращивания.

2. Изучить сопряженность процессов водного обмена и фс тосинтеза, как методической основы оптимизации водного реки культурных растений, а также разработать неповреждающий мет изучения передвижения и распределения ассимилятов по растен

с целью опр-дення в дальнейшем эффективности расходования воды б динамике (динамического коэффициента транс-

пирлц;:;: :'_лк продуктивности).

>. Разработать алгоритмы и устройства, позволяющие опти-миэиг~я2ть водный релим растений. - Испытать эти устройства в прокзв~дственных условиях.

4. Разработать модель водного режима для саженцев плодовых культур.

5. Изучить пространственно-временные, сортовые и возрастные особенности водного режима плодовых многолетних рас-теннй в .".елевых условиях (на примере яблони).

6. Разработать относительно простые и достоверные методы изучения засухоустойчивости плодовых культур в целях интродукции. селекции и районирования.

Научная новизна. На основе системного анализа многолетних результатов изучения физиологических процессов в растении и условий внешней среды, базирующихся на многоканалыюсти и достаточном разнообразии регистрируемых параметров разработаны критерии для определения оптимальных условий выращивания растений в условиях закрытого грунта, а также определения вероятности повреждения их факторами внешней среды конкретного географического региона.

Епервые изучены сравнительная эффективность современных методов,позволяющих определелить чувствительность различных видов и сортов плодовых культур к обезвоживанию в условиях одновременного эксперимента. При этом использованы различные методы, основанные на измерении диаметра органов растений (их тургесцентности), устьичного сопротивления листьев и их водного потенциала, интенсивности транспирации, линейных и относительных скоростей потоков пасоки в ксилеме растений. Показано, что наиболее чувствительным является метод, использующий свойство восстановления гомеостаза (в частности-тургес-центности органов растений).

, Экспериментами с одновременной регистрацией параметров водного режима растений и интенсивности фотосинтеза подтверждена справедливость известного "физиологического алгоритма" оптимального управления водным режимом растений в условиях почвенной засухи. Методами вероятностной статистики изучен

гидрогермическш диапазон справедливости этого алгоритма.

Впервые разработан "почвенно-физиологический алгоритм" управления водным режимом растений в условиях почвенной засухи.

Изучена и подтверждена возможность применения известного алгоритма управления мелкодисперсным дождеванием в условиях атмосферной засухи для косточковых и семечковых плодовых культур.

Изучено влияние периодического пересыхания почвы на устойчивость косточковых плодовых культур к атмосферной засухе.

Определены истинные скорости передвижения пасоки (кси-лемного потока) в стволах, стеблях, побегах растений на примере плодовых культур и хризантемы. Проанализированы ошибки при измерении этих величин, установлено, что истинные скорости потоков вше известных из литературных источников примерно на порядок.

На основании многофакторного системного анализа результатов многолетних исследований разработана модель водного обмена саженцев косточковых и семечковых.; плодовых культур в виде нелинейного уравнения регрессии 3-г'о порядка.

Разработана мультипликативная модель водного обмена саженцев косточковых и семечковых плодовых культур, позволяющая учесть внутренние механизмы регуляции в растении и дефицит влажности ксилемы.

Впервые предложен новый кетод, позволяющий определять дефицит влажности ксилемы непрерывно на протяжении всего периода вегетации с автоматической регистрацией этого параметра.

Изучены суточная и сезонная динамика параметров водного режима при различной напряженности факторов внешней среды и в зависимости от места измерения, а также в зависимости от борта и возраста ^растения на примере яблони в условиях промышленного сада.

Впервые разработан относительно простой метод, позволяющий изучать в динамике передвижение и распределение ассимиля-тов по растению с целью определения в дальнейшем эффективности расходования воды растением (коэффициента транспирации или продуктивности). л

Впервые предложены два эффективных приборных способа определения относительной засухойстойчивости различных культур на ранних этапах их развития (сеянцы, саженцы).

Практическая значимость работы. Разработанная аппаратура, используемый комплекс методик исследования и обработки данных позволяет исследовать динамику водного обмена, взаимные связи между переменными в различных звеньях системы ПРА и решать ряд задач по изучению продуктивности и устойчивости культурных растений к факторам внешней средн.

Выявленные общие закономерности между параметрами, характеризующими различные процессы в растении и факторами внешней среды позволяют находить оптимальные условия внешней среды при выращивании растений в условиях закрытого грунта и определять степень их оптимальности и вероятность повреждения факторами внешней среды конкретного географического региона.

Разработаны алгоритмы и технические устройства, позволяющие производить оптимальное автоматическое управление водным режимом растений в условиях почвенной засухи.

Подтверждена справедливость алгоритма управления мелкодисперсным дождеванием для косточковых плодовых культур, разработано техническое устройство для автоматического управления водным режимом растений в условиях атмосферной засухи.

Разработаны и изготовлены совместно с ВНИИ "Плодмашпро-ект" (г.Симферороль) и ВНИИ "Биотехника" (г.Москва) два варианта устройств оптимального управления водным режимом растений в специальных закрытых об'емах (в установке "Оазис" на космической станции "Мир").

Комплекс разработанных алгоритмов и технических устройств позволяет полностью автоматизировать и оптимизировать по-цесс управления водным режимом растений в условиях почвенной и атмосферной (комплексной засухи).

Применение в производственных условиях разработанных технических устройств оптимального автоматического управления водным режимом растений позволяет экономить 10-40% воды для полива по сравнению с существующими способами управления водным режимом и повышает урожайность культурных растений на 20-30%.

Предложенные способы определения относительной засухоус-

тойчивости растений дают возможность использовать наиболее засухоустойчивые сорта в селекции и районировании в различных климатических зонах. В дальнейшем они могут применяться в качестве классификаторов при изучении сортового разнообразия по признаку засухоустойчивости.

Разработан радиоканал для передачи информации о водном режиме растений и условиях внешней среды в условиях промышленного садоводства.

Основные положения, которые выносятся на защиту. На основании выполненных научных исследований, обобщения собственных и литературных данных на защиту выносятся следующие основные положения:

1. Методы определения оптимальных условий выращивания растений в условиях закрытого грунта и степени их оптимальности и вероятности повреждения факторами внешней среды конк-

' ретного географического региона.

2.Новые алгоритмы и технические устройства, позволяющие оптимизировать водный режим растений в условиях почвенной, атмосферной и комплексной засухи (A.C.#1017230, A.C.#1219014, А.С.#1521396).

3. Мультипликативная модель водного режима для саженцев косточковых и семечковых плодовых культур, а также пространственно-временные, сортовые и возрастные особенности водного режима многолетних плодовых растений (на примере яблони) для создания их модели в будущем.

4.Новые методы изучения скорости передвижения и распределения ассимилятов по растению и способы определения относительной засухоустойчивости плодовых культур (A.C.«1739914,

•А.С.»1793381, решение о выдаче патента РФ #5020589 от 08.07. 1991г.).

Реализация результатов работы. Результаты исследований4 вошли в методические рекомендации: "Методические рекомендации по биофизической оценке устойчивости плодовых и декоративных растений к неблагоприятным условиям среды " (Лшдук, Ильниц-кий.Стадник.Радченко, 1982), "Физиологические и биофизические методы в селекции плодовых Культур" (М.-1991).

На оснований результатов исследований резработаны алгоритмы и биотехнические устройства для их реализации, поэво-

.лившие полностью оптимизировать процесс управления водным режимом растений в условиях почвенной и атмосферной засухи, а также в некоторых закрытых объемам.

Апробация работы. Материалы диссертации обсувдались на перном Всесоюзном симпозиуме по молекулярной и прикладной биофизике растений (Краснодар,1974), Всесоюзной конференции по фотоэнергетике растений (Алма-Ата, 1978), Всесоюзной конференции по Фотоэнергетике растений (Львов,1980), Всесоюзной конференции "Приборное оснащение и автоматизация научных исследований в биологии (Кишинев,1981), Всесоюзной конференции "Проблемы фотоэнергетики растений и повышение урожайности" (Львов,1984), первой республиканской конференции по биофизики растений (Кишинев,1984), 7-м Всесоюзном симпозиуме "Регуляция водного обмена растений" (Киев,1984), 8-м Всесоюзном симпозиуме по водному режиму растений (Ташкент,1984), республиканской научно-технической конференции "Интенсификация садоводства - составная часть выполнения продовольственной программы СССР (Мелитополь,1985), Всесоюзном научном совещании "Люминесцентные методы исследования в сельском хозяйстве и перерабатывающей промышленности (Минск,1985), Всесоюзном научно-техническом совещании "Перспективы генетики и селекции винограда на фитоиммунитет" (Симферополь,1986), Всесоюзной научной конференции "Применение проблемно-ориентированных информационно-измерительных комплексов в эколого-генетических исследованиях (Кишинев,1986), Всесоюзной научно-практической конференции "Пространство и время" (Казань,1987), Всесоюзной конференции "Измерительная и вычислительная техника в управлении производственными процессами в АПК (Ленинград,1988), 3-й Всесоюзной конференции "Проблемы физиологии и биохимии древесных растений (Петрозаводск,1989), Всесоюзной научной конференции•"Онтогенетика высших растений" (Кишинев,1989), Первой научной конференции по фитомон/торингу (Ялта, 1991), третьей международной конференции по фитомониторингу (Литва, Бабтай, 1993), втором съезде общества физиологов растений (Киев,1993).

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано свыше 50 статей и тезисов докладов в различных изданиях, две методические рекомендации, получено 5

- ¡и -

ЯИТОрГКИ1-'. '''мдч,."К."¡Ml IK! t«MfY»s"»r!»!ll1«J 1"

ь'тг/'сгурч и '■*>' "м \wrrn. }'< 'оерт.ч'МУ.....- •• »>отч состоит

V1H ВКНДН'Ч«- . ~ !'."''■", ВЫВОДОВ, Г!!В"«гч .НИ....... »'"••" инлпякна на

4uu ПТПЧ!',1"'14' , ¡1 "."«v'l'pupo^.'lhm v] ''.'Ч'иШЧ"" " • ■ ' """унками.

0О(Г""Ч« /:.'!'-' ¡'ЧЧИСЯИИЯ ДИС<:ертМЦИИ И'Ч'ЛИДОВШИЯ

дигпрртчм'1'' 1 "р^'Ч'Д'Чшне н 1'НВ\ Kpiwy. и и и южных

Регионах У"!"«"»' "ч протяжении !i«7fi- ivi4v<—

Слава !. ФИ'и'МПЧИТПНШ' - РА'М'гИИ--''"v'^t И НКОЛОГШ И !•'> •» НАЛАМИ, И-'-нАгМНй К /г\н'..ч;' -AHfii'K.

В ![(!'•."."пц'с ft 1д1,| м»"!'оды '¡>!1ТГ)МГ1Н И'!4 >:•!"»'••' вчходят BOft (10-лне широко" ч!>им"!!"нии р экологии и I•»и»*"'>.".*-п«».

Дая">«" цо^нмй круг паччч, и« """ими методами,

представ,.»'-и «ч <щ<\!. Лия решении ярдам '!•«•••<г»),<и,!н?ринга неоО-

ходимм р;>:«">">"»р>'н дпгчиког*, прнппроп и .....р, появолящих

получать и!'г«!'[»ачц'«| <» процессах жияпед''!-"'""" рапгття и условиях вн<"икеи 1*{»»дн. Желательно, mW>!j •••<••• ¡""формация Оы.ла УДОЙНОЙ Д.5Н чти0м.ЧТИЧН1Ж0И регистрации и t»»«ys'1 f. НВМ. Подученная и№(*>1!удчин певиетрируетон рлаличн1'м:1 устройствами преобразуется ччч.лого-цифрошми нр^оррааов:........... вводится н

ЖМ.Тлм от мпрапчтивается различными мат°,.,''т!<ч"е>'цми методами при помаши разработанных в настояпн* л'.">чч и.-лкнтов прикладных up- ИМ V "<М.

Важным шагом и разработке приборных методов изучения ВОДНОГО режима растений MUI предложен!!!!!* Гувером В 193;-! году М<-,'ТОД HaM'-P""!!1-! I •K'.'PWPM КОИЛ'-МНОВО ПО',"'>!'■', Ч. В 1H6U году Вейвигом I'. Циглсром метод ное-гоннного нагрева для измерения скорости дкидниия пасоки у древесных растений.

У нас в стране (бывшем о->'Р) ниеркн^ применение методов информатики и кибернетики к растению было предложено В.Г.Кар-МЯНПВММ И г'!'0 УЧ"Я!1!«1МИ (К.чрМТ!"П, JWVO.

Серы^ни»* исследования в чтом направлении осуществлены в Молдавии. КБ "ВиоприОор" (г.Кишинев) создало многоканальную автоматическую систему "Экошмнт", позволяющую производить научные эксперименты с растениями под управлением микро-ЭВМ с последующей обработкой полученной информации при помовд существующих пакетов математической обработки данных (например STATGRAF.MATCAD,COPLOT и др.). Все характеристики датчтков заносятся в память ЭВМ, а поступающая от датчиков^информация

Рис.1. Задачи фитоиониторинга в экологии и растениеводстве

в процессе экперимента поменяется в базу данных (пакет LOTUS 1-2-3;FOKSBASEjdBASE 3 или др.).

После окончания эксперимента информация поступает в пакет для математической обработки (статистическая обработка, вариационный анализ, построение моделей и т.п.) и построения различных графиков.

Многоканальная автоматическая система для изучения эко-физиологии водного режима сосны создана в Карельском институте леса (Кайбияйнен,1989).

В поливном земледелии также используется информация от растения для оперативного управления водным режимом растений (участка,поля). Так предложен способ и устройство (патент #2559348,1985г. .Франция), использующий для этого опорную величину, которой является диаметр ствола, плода или стебля, ежедневные изменения которого фиксируют. При превышении изменений выше заданной величины включается система орошения.

Нами также разработаны алгоритмы оптимального автоматического управления водным режимом растений в условиях почвенной, воздушной и комплексной засухи и реализованы в виде биотехнических устройств (А.С.# 1017230, A.C. К 1219014, A.C. «1521396).

При создании таких систем необходимо применять методы, дающие достоверную и' непрерывную информацию о водном статусе растения. Кроме того, желательно, чтобы растения при этом не повреждались, а применяемые методы не оказывали влияния на окружающую среду. Исследователь должен уметь определить минимально достаточное количество параметров, позволяющее решить конкретную задачу.

Анализ результатов обработки позволяет выявить зависимости процессов жизнедеятельности растений от изменяющихся факторов внешней среды. ч.

В дальнейшем эти зависимости могут являться Основой для разработки динамических моделей различных процессов жизнедеятельности растений, например, - водного обмена, фотосинтеза и роста, урожайности.

Результаты обработки*' этой информации позволяют дать* оценку устойчивости различных видов и сортов растений к экстремальным факторам внешней среды с целью отбора Экологически

устойчивых (1юрм. На основании системного анализа исследований разрабатывается рекомендации по районированию различных видов и сортов растений. Результаты анализа этих исследований ппз-роляют разрабатывать технологии выращивания растений в утопиях открытого и закрытого грунта. При выращивании растений в условиях закрытого грунта появляется возможность поддерживать оптимальные условия внешней среды: температуру и влахчосч'ь воздуха, освещенность и влажность почвы, оптимизировать минеральное питание. При этом оптимальные условия опредклячтсч и поддерживаются для каждой конкретной культуры. Экологическим аспектам фитомониторинга мы также уделили значительное внимание.

В полевых условиях появляется возможность определить степень оптимальности условий внешней среды конкретного географического региона для того или иного иида (сорта) растений и рассчитать вероятность его повреждения неблагоприятными Факторами среды. Кроме того, при наличии систем орошения, возможно оптимальное автоматическое управление этими системами в условиях почвенной и воздушной засухи.

Анализ результатов этих исследований, проведенных ни -различных культурах, позволяет выявить универсальные закономерности (алгоритмы) и на основе этого разработать биотехнические устройства, позволяющие оптимизировать условия выращивания растений, в частности водный режим.

В настоящее время разработано достаточно много динамических моделей водного обмена растений и найдены подходы к изучению этого явления. Однако разработанные теоретически^ модели пока что имеют малую практическую значимость. Необходимы продолжительные и комплексные исследования многих показателей и переменных водного обмена для изучения их зависимостей от факторов внешней среды.

Мы попытались изучить эти зависимости на примере саженцев плодовых культур, чтобы в дальнейшем, изучив особенности водного обмена многолетних плодовых культур перейти к созданию динамической модели их водного режима.

Всем этим задачам фитомониторинга и посвящены наши исследования, представленные в данной работе.

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.

Исследования проводились в 1975-1993 гг. б соответствии с тематическими планами научно-исследовательских работ Государственного Никитского ботанического сада.

Для нахождения универсальных закономерностей, характерных для различных видов растений, нами были выбраны для исследований различные виды древесных и цветочных культур.-

Из цветочных культур были выбраны хризантемы сортов Снайдер, Пинк Букет и Весенний Рассвет, гвоздика сорта Вильям Сим.Эти виды цветочных культур различны по своему происхождению и по устойчивости к воздействию экстремальных факторов внешней среыды (Бабкина, 1978) и являются хорошими модельными объектами при разработке универсальных алгоритмов, изучению динамики водного режима, относительной засухоустойчивости.

Из плодовых растений в наших исследованиях использовались: яблоня сортов Ренет Симиренко, Голден, Страримсон; груша сорта Бере Арданпон; персик сортов Сочный, Золотой Юбилей, Муза, Маяковский, Пушистый ранний;черешня сортов Черная Мелитопольская, Биггаро Гоше, Ранняя Зорька; алыча сортов Сестричка, Калиновка, Кизилташская; абрикос сортов Олимп, Ша-лак, Степняк, Нарядный, Нью-Кестль, Зард. Эти виды относятся к косточковым и семечковым плодовым культурам и имеют, естественно, видовые и сортовые различия в устойчивости к экстремальным факторам внешней среды (Еремин,1969; Кушниренко и др. 1976; Костина,1978;Соколова,Соколов,1977;Соловьева и др.,1962). Исследования также проводились на винограде сортов Мускат белый и Алеатико. Физиолого-морфслогические особенности этих сортов приведены в работе (Амиржанов,1980). Это многообразие видов и сортов растений позволило нам разработать универсальные закономерности (алгоритмы) оптимального управления водным ревдмом, найти новые подходы в определении относительной засухоустойчивости к почвенной и атмосферной засухе, разработать мультипликативную динамическую модель вещного режима саженцев плодовых культур.

Исследования показали;-' что различные виды и сорта растений имеют отличительные особенности в водном обмене и поэтому, перед практическим применением устройств оптимального уп-

равления их водным режимом необходимо детальное изучение этих особенностей.

Из методов исследований мы применяли, в основном, лишь те, которые удовлетворяют требованиям фитомониторинга.

Кроме того, поступающая в процессе эксперимента информация должна быть удобной для обработки в ЭЕМ различными математическими пакетами прикладных программ. Из перечисленных требований наиболее полно им удовлетворяют методы измерения относительной и абсолютной скоростей водного потока в различных органах растения, методы измерения изменений диаметра (тургесцентности) различных органов растения, методы измерения водного потенциала листьев и устьичного сопротивления .

Из методов измерения относительных и линейных скоростей ксилемных потоков мы использовали электротермический метод тепловых импульсов (Губер,1932) и постоянного нагрева (Вей-виг.Циглер,1960). Для измрения изменений толщины осевых органов растений применяются различные электрические дендрографы, записывающие изменения диаметра,радиуса или длины окружности. ; В нашей стране подобные устройства промышленностью не выпускаются (как и устройства для измерения скоростей ксилемных ' потоков) и нам пришлось для своих исследований конструировать и изготавливать их (Ильницкий, 1979). В дальнейшем Кишиневским КБ "Биоприбор" была разработана и изготовлена фотометрическая система ИСР-2Т (Тон,Клейман,1989), которую мы применили в своих исследованиях. Система многоканальная, позволяющая регистрировать поступающую в процессе эксперимента информацию на самопшцущем многоканальном потенциоиметре или вводить в ЭВМ. Система измеряет относительную скорость ксилемных потоков при помощи индикаторов ИВП-4 и ИБП-5. Датчики предназначены для установки на стеблях (побегах) различных диаметров:

ИВП-4 от 1 до 5 мм; ИБП-5 от 4 до 10 мм. Диапазон преобразуемых измерений потока составляет 0-Змл/час.

Изменение диаметра побегов (стеблей) растений измеряли при помощи преобразователей типа ШД-3 и ГОЩ-4, дипазоны измерений которых составляют:ПВД-З от 4 до 10 мм, а ПИД-4 от 1-ДО 5.

Основная погрешность обоих датчиков составляет +- 0,003 мм. Температуру листьев измеряли при помощи преобразователя типа ПТЛ-3, который содержит датчик типа МТ-54 "М". Диа-

пазон измерений 0-50 С. Основная погрешность +-0,5 Разность температур лист-воздух измерялась при помощи индикатора ИРТ-2, содержащего дифференциальную медь-констачтанонув микротермопару. .Расчетная относительная погрешность преобразования не более 6%.

Температуру воздуха измеряли при помощи преобразователя ПТВ-1 с датчиком типа МТ-54 "М". Диапазон измерений 0-50 С, основная погрешность +- 0,5 С.

Температура почвы измерялась при помощи преобразователя ПТП-2 с датчиком типа МТ-54 "М". Диапазон измерений 0-50 С.

Основная погрешность +- 1 С.

Влажность воздуха измерялась при помощи серийно выпускаемого промышленностью прибора типа ГС-210, а также преобразователя влажности воздуха типа ПВВ-1. Датчик преобразователя представляет собой хдорисго-литиевый подогревной элемент, содержащий платиновый термометр градуировки 100П.

Диапазон измерения точки росы 0-40 С. Погрешность т-1 с.

Интегральную и фотосинтетическую облученность измеряли при помопщ преобразователей ПИО-3 и ПФО-1 соответственно, а суммарную солнечную радиацию при помощи пиранометра Яшшево-кого. Диапазон измерения ПИО-3 50-2000 вт/м2,а ПФ0-1 10-1000.

Спектральный диапазон ПИО-3 380-2500 нм, а ПФО-1 400-700 нм.

Относительная погрешность обоих преобразователей +- 10%.

Влажность почвы измерялась весовым методом, а также при помощи датчиков водного потенциала почвы типа ДЕП-02П. В качестве чувствительного элемента в нем использована хро-мель-копелевая термопара диаметром 25 ыкм. Диапазон измерений от минус 7000 до 0 дж/кг. Погрешность +- 100 дж/кг.

Водный потенциал листьев измерялся психрометрическим методом при помощи датчика типа ДВП-01. Чувствительным элементом датчика ягляется хромель-копелевая микротермопара диаметром 25 мкм. Диапазон измерений от минус 7000 до 0 дж/кг. Погрешность +- 100 дж/кг.

Интенсивность фотосинтеза измеряли при помощи инфракрасного газоанализатора типа "1п1лгаНЬ -3", а после приобретения фитометрической системы "Экоплант" при помопщ восьмиканальной гаэометрической системы в которую вмонтирован инфракрасный газоанализатор типа "1п1гаП{;-4". Газометрическая система ос-

нзщена листе аь:;.<1-. камерами типа КЛ-1. Камера содержит две подвижные прозрачны-? стЕорки, которые в исходном состоянии отведены от листа, а во время отбора пробы воздуха автоматически закрываются и ограничивают участок листа фиксированной площади. Такой режим работы обеспечивает минимальное возмущение условий жизнедеятельности исследуемого листа. Площадь ограничиваемого учаг.тка 0,2 дм2. Транспирацию листьев измеряли, в основном, весовым методом. Усгьичное сопротивление листьев измеряли методом Тона (А.С.«1639497,1991г.).

Сущность метода заключается в том, что неотделенный лист растения помещают в прозрачную камеру, в которой находится два дифференциальных датчика для измерения разности температур лист-воздух. Один из датчиков устанавливается на находящийся в камере эвапорометр,другой - на лист. Затем камера закрывается и происходит ее насыщение парами воды из листа и эвапорометра. При этом изменяются показания обоих датчиков, информация от которых является основой для расчета устьичного сопротивления.

Вся полученная преобразователем информация от растения и внешней среды поступает на обработку в ЭВМ. В наших исследованиях при использовании фотометрической установки ИСР-2Т вся информация фиксировалась на многоточечном самопшцущем потенциометре типа КСП-4,а затем уже считывалась и вводилась в ЭЕМ.

После приобретения фитометрической установки "Экоплант", содержащую ЭВМ IBM PC AT, процесс получения и обработки информации происходит автоматически по заданной ЭВМ программе.

В своих исследованиях для обработки полученной информации мы использовали пакеты прикладных программ C0PL0T,STATG-RAF.MATCAD. В качестве базы данных использованы пакеты dBASE3, FOCSBASE,LOTUS 123.Графическая часть работы выполнена при помощи.пакетов прикладных программ STATGRAF и LOTUS 123.

Глава 3. КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ И КАЧЕСТВЕННЫЕ ЗАВИСИМОСТИ МЕЖДУ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ ВОДНОГО РЕЖИМА РАСТЕНИЯ И УСЛОВИЯМИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

В естественых условиях на растение оказывает воздействие как метеофакторы, так и параметры почвы. Поэтому, нахождение взаимосвязей между параметрами, характеризующими раз-

личные процессы в растении и условиями внешней среды представляется делом достаточно сложным. Для нахождения этих зави-еимоотеп ^ целью определения оптимальных и ограничивающих ус-лов и:-» выращивания рэзтений наиболее перспективными представляются два пути:

1. Определение оптимальных и ограничивающих условий выращивания растений в факторостатных условиях (в климатической камере).

2. Нахождение этих зависимостей в условиях вегетационного или полевого опыта с дальнейшей обработкой информации методом огибающих кривых (Кариялиери,1940).

Эксперименты, проведенные в факторостатных условиях позволили опеделить количественные и качественные зависимости между физиологическими параметрами водного режима растений и основными факторами внешней среды. На примере хризантемы и алычи показан метод нахождения оптимальных значений параметров внешней среды: температуры и влажности воздуха, освещенности, влажности почвы. В качестве параметров, характерихую-щих водный режим растения, нами выбраны относительная скорость водного потока в побегах (стеблях) растения и изменение его диаметра (тургесцентности)- <1.Эти два параметра достаточно полно характеризуют водный режим растений, так как один из них (относительная скорость водного потока) связан с расходом воды растением, а второй - (изменение диаметра) тесно коррелирует с наличием воды в растении.

В исследованиях с изменением освещенности в климатической камере зависимость близка к экспоненте, но при освещенности 44 клк ограничение относительной скорости в стебле еще не происходит. Такое ограничение наблюдается в полевом опыте при освещенности примерно 0,5 квт/м~2. Отсюда следует вывод, что для достижения оптимальных параметров водного режима для хризантемы сорта Пинк Букет необходима именно такая или выше суммарная солнечная радиация. Для алычи сорта Сестричка такое насыщение наблюдается при суммарной солнечной радиации примерно 0,45 квт/м~2. В этих же экспериментах с изменением температуры воздуха выход на плато относительной скорости наблюдается в диапазоне 26-29 С, затем происходит снижение этого параметра. Следовательно, для этого оорта хризан-

темы диапазон г.':- ¿6-29 С является оптимальным. При

изменении зависим:." ■■■■ мраметров водного режима от влажности воздуха выход на "яраметров водного режима V и о наблю-

дается в диапагскё- - Оптимальной влаинооти для хризантемы этого сорта Яг.г/'-^'Т'-я диапазон 60-80%.

При определен:!;: ■■штимальных и субоптимальных условий выращивания растении р •/■'ловцах вегетационного и полевого опыта методом огибаювкх в качестве характеристик водного ре-

жима были выбраны отопительная скорость водного потока в побеге и стволе рагтонкя, линейная скорость в стволе растения, изменение диаметра побегов и интенсивность транспирации. Эксперименты показали, что предложенные характеристики водного режима позволяют достаточно полно изучить взаимосвязь между динамикой водного режима изучаемых ллодоеых растений и основными факторами внезн-п среды. Эти зависимости были изучены для черешни сорта Черччя Мелитопольская, сливы Ренклод Альта-на, персика сортов Сочный и Золотой Юбилей, яблони сортов Ренет Симиренко и Гплден. груши сорта Вере Арданпон. Такой набор различных по устойчивости и происхождению видов и сортов плодовых куль туг/ чоряолил определить как общ« вакономернос-•тй, так и и различие в их водном режиме. Полученные огибающие кривые были достаточно точно алроксированы полиномом пятой степени. Предложенные характеристики водного режима в различной степени чувствительны к воздействию почвенной и атмосферной засухи. Более чувствительны к почвенной засухе молодые побеги растения и измеряемые в них параметры V и оЬ Относительная скорость кяилемного потока в стволе растения очень чувствительна к атмосферной засухе. Эта информация была нами использована пи разработке алгоритмов оптимального управения водным режимом растений. Было установлено, что линейная скорость водного потока в стволе растения поддерживается на достаточно еысоком уровне при воздействии атмосферной засухи за счет снижени диаметра побегов и ствола. Так, у черешни Черная Мелитопольская снижение диаметра побегов начинается при дефиците влажности воздуха 14-15 ГПа,а линейной скорости при 22-24 ГПа, у слевы диаметр побегов начинает снижаться при 15-16 ГПа, а линейная скорость (Ул) при 24-26 ГПа, у персика сорта Сочный - 17-18 ГПа и 28-32 ГПа соответственно. Исполь-

зованние нами ^чр.ч1--теристики водного режимз позволили опреде-леить светови* кгари» насыщения для различных видое и сортов ПЛРДПйУХ К7TV"1

Опрелил-гни- = "П'^м^пьных условий выращивания растений в условия,< закрыто!"- грунта позволило разработать- специальную технологий выращивания, которая должна включать в себя:

- определение оптимальных факторов внешней среды для конкретной культу?н в различные фазы ее онтогенеза при помощи предложенных намя методов;

- разработку агротехнических приемов по выращиванию растений в различные а^зы их вегетации и сбалансированному минеральному питанию;

- внедрение систем, позволяющих поддерживать иптимльные условия выращивания растений.

При растений в полевых условиях появляется

возможность оценить степень оптимальности условий внешней среды конкретного географического региона для данного вида (сорта) растения, а также определеить вероятность его повреждения экстремальными факторами. Такие исследования проведены нами на примере конкретного географического региона -Шного берега Крыма (.¡ОБК). Сопоставляя факторы внешней среды летнего периода ЮБК с устойчивостью изучаемых культур к почвенной и атмосферной засухе видим, что при атмосферной засухе слабой интенсивности (Db=2D-29 РПа), вероятность которой равна 80% (Фуроа,1986), изучаемые культуры (черешня Черная Мелитопольская, слива Ренклод Альтана и персик сорта Сочный) повреждаться не будут ( dn.'O); при интенсивной засухе (0в=30-39 ГПа) предельные границы прироста побега ( dn=0) у черешни составляют 33-34 ГПа, у сливы - 29 ГПа, у персика - 35-36 ГПа - можно с уверенностью сказать, что полностью прекратиться прирост побегов у сливы (вероятность такой засухи 28%) и частично или почти полностью у черешни и персика. При' очень интенсивной атмосферной засухе (ОвМОРПа) , вероятность которой равна 2% полностью прекратится рост побегов у всех исследуемых культур и они будут повреждены атмосферной засухой.

Недостаток осадков в-летние месяцы сопровождается иссушением почвы.до 22-50% НВ на ЮБК и до 6-?% в центраьно-степ-ной части Крыма. Поэтому, для нормального развития' растений

(пп-'И) чео'л'рштм их полив. Дм пре/ргппрч'леи;".- "'-■нромд^ния растении атмосферной засухой необходимо ув."я».н-чг>* воздуха путем мелкодисперсного долпеванич. игогченн" "^«млтеп

ДЛЯ культур а НИЗКОЙ У'-ТОЙЧИРОРТС-Ю к 4-r.i-na.nt В тнбл.1 приведены оптимальны^ и пуболтимальнн* уоофня ьнря-.щивачия растений .

Зариоимо."гъ скорости приплетя пиям^тря побит" кг-г,тои-ковнх культур от основных факторов г-рс-дн

Факто- ! Куль 1 Оптимум Супероптимаяъныи диапазон изменений

ры внеш- тура 1 Отай факторов внешней срнды

ней сре-

1

ды 1 | Гяпах 0, У и ! ' ■, ~ и I ■, г и 1 о, ¿о I тал 1 пах 1 ™эх * гпах

у/почв., Черешня бо-Эй 95

% НВ ОЛИР я 70-93 у 5

персик 60-95 97

1 возд., Черешня £0-26 27 28 Д 32

С Слива 20-27 23 О О 2 у 29

Персик 22- 27 28 29 зе 31

Т почвы, Черешня 24-28 28 Яи 31

с Слива 23-27 27 30 31

Персик 28-32 32 '.г. Я 34 34

с! возд. , Черешня 10-14 14 16 24 29

ГПа Слива 11-16 16 18 О <5 26

Персик 10-18 19 20 " 26 30

для Черешня 63-92 93

Р с 7 до Слива 70-93 95

19-00 Персик 61-94 95

В процессе проведенных экспериментов установлено, что нарастание побегов в толщину происходит в основном ночью.

- '?:/. -

Анализ результатов исследовании показан, что у черешни ночная скорость нарастания побегов в толщину в 2,7 раза выше дневной, у сливы - в 2,9 раза, а у персика - в В,У раз.

Глава 4. ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ДИНАМИКИ ВОДНОГО РЕЖИМА.« ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТИ РАСТЕНИЙ. При изучении динамики водного режима растений и их относительной засухоустойчивости мы использовали достаточно много различных методов. Основными из них были методы измерения относительной скорости ксилемного потока в стволе и побеге растения, метод измерения изменений диаметра стнала и побегов растения, метод измерения водного потенциала листьев, метод измерения ус.тьичного сопротивления листьев, метод измерения интенсивности транспирации. Все эти методы различны по своей физической сущености и по-разному чувствительны к обезвоживанию растений. Однако, в научной литературе до сих пор отсутствуй' ' данные об их сравнительной чувствительности в условиях одновременного эксперимента. Поэтому бала проведена серия научных ; экспериментов по определению сравнительной чуствитель-ноо.ти используемых нами методов.

На рис.2 приведена сравнительная чувствительность четырех различных методов, (.Кс1 - метод, использующий изменение диаметра органов растений;

- метод, использующий измерение устьичного сопротивления листьев;

Кп - метод, ■ использующий измерение водного потенциала листьев; Ктр - метод, использующий измерение интенсивности транспирации) используемых нами при изучении различных видов и сортов растений в условиях почвенной засухи. Эти коэффициенты характеризуют величины изменения исследуемого параметра под воздействием экстремального фактора.

Из рис.2 видно, что у персика величина Кс1=9, . а у обоих сортов яблони 2,5-2,7. Несколько меньшей чувствительностью обладает метод, использующий измерение устьичного сопротивления листьев: для персика Кгз=6,5, для яблони сорта Голден -Кгз=3,0, а Ренет Симиренко Кгг,=1,8. 1

- -

Меньшей чувствительностью обладает гтчл и<-пользующий измерение водного потенциала листьев: для персикл Кп=Я,8 яб.яони Ролден Кл=1, 5 ' Ренет Симиренко Кп=1,2

Для метода, использующего измерение ионтенсивности транопирации эти знамения раины: для персика Ктр=2,7 яблони Ролден Ктр=й,и Ренет Симиренко Ктр=1,7

Исследования показали, что среди применяемых методов на-иболын^й чувствительностью к обезвоживание растения обладает метод, использующий изменения диметра (тургесцен-гности,) органов растений.

Наиболее высокая чувствительность этого метода объясняется способностью растений к востановлению гомеостаза.

Применяемые методы обладают различной чувствительностью к почвенной и атмосферной засухе. Так, метод основанный на измерении относительной скорости ксилемного потока в стволе ^растения обладает высокой чувствительностью к атмосферной за" сухе и был нами использован при разработке алгоритма оптимального управления водным режимом растений в условиях атмосферной засухи. Предложенные методы были использованы нами при изучении засухоустойчивости различных видов и сортов плодовых культур.

Растения различных видов и сортов, прнспосооиншиеся в процессе эволюции к определенным условиям обитания в различной степени реагируют на изменение факторов внешней среды, что позволяет использовать это свойство для изучения их засухоустойчивости. Так, свойство плодовых растений по-разному изменять скорость ксилемного потока в побегах при воздействии почвенной засухи позволило разработать новый метод определения их относительной засухоустойчивости. Эту оценку можно представить в следующем виде: Уср.н - Уср. з

КЗ—-, где

Уср. н

КЗ- коээфициент относительной засухоустойчивости Уср.н - средняя относительная скорость водного потока в

- 24 -10 |---

« 60 Ю ТО Ю 80~~ ¡00

«О 50 во ГО К во 100

Рис.2. Сравнительная"чувствительность методов: Кс1- а, Кгз- Б, Кп- В, Ктр.- Г при почвенной засухе 1- персик Золотой Юбилей, 2- яблоня Голден, 3- яблоня Ренет Сими-ренко

- № -

побег»- при к'.агиости почв» 90-1007, ни

\'ср.з - средняя относительная скорость йодного потока в побеге при ядажности почвч 40-45% НВ.

Такие !1о-л»>доряния были проведены нами ня различных сортах алычи, чореэни, абрикоса и подтвердили высокую эффективность предложенного метода.

Следует заметить, что предложенный метод можно использовать только для параллельной одновременной оценки сортов в вегетационном опыте, поскольку величины КН, полученные в разных погодных условиях и в разные годы, могут значительно отличаться и сравнивать их было бы неправомерно.

Впервые йами разработан также способ определения относительной засухоустойчивости плодовых культур в условиях почвенной ^яоухи, основанный на измерении изменений диаметра побегов «А.п. Э-1УЛШ4) • В условиях вегетационного опита регистрируется реакция растения на намерение влажности почвы от 90-100* НВ до 4Ъ-Ь0% . Точка пересечения линии прироста побегов в толщину с линией влажности почвы показывает при какой влажности почры прирост побега г)п=0 и характеризует относительную засухоустойчивость дачного вида или сорта.

Нредлохепяый метод также является неповрежадютим, а информация удооной для регистрации и обработки в ;-)ВМ.

пд!юпромр«ная синхронная регистрация характеристик водного режима Уо.п. и с1п позволила разработать новый метод оценки относительной засухоустойчивости . плодовых культур к атмосферной засухе. У растений, более чувствительных к атмосферной засухе одновременное снижение этих параметров начинается раньше, чем у более устойчивых. Такая закономерность подтвердилась на различных видах плодовых культур.

В качестве показателя устойчивости плодовых культур нами был предложен коэффициент варьирования водного потенциала листьеи. Исследования показали, что чем выше коэффициент и размах варьирования, тем менее стабилен их водный режим, тем ниже их устойчивость к атмосферной засухе.

Разработанные нами новые методы определения относительной засухоустойчивости плодовых культур являются, в основном, неповреддащими и удобными для регистрации и машинной обработки и могут применяться в селекции, сортоиспытании, интро-

- Но -

дукции и районировании.

Глава Ь. АЛГОРИТМЫ ОПТИМАЛЬНОГО .УПРАВЛЕНИЯ ВОДНЫМ РРЖ-МОМ РАСТЕНИЙ И ДИАПАЗОНЫ ИХ СПРАВЕДЛИВОСТИ.

Выполненные нами исследования по изучению количественных и качественных зависимостей между параметрами, характеризующими водный режим растений и условиями внешней среды, позволили разработать ряд универсальных алгоритмов оптимального управления водным режимом растений в условиях почвенной и воздушной засухи. Для подтверждения справедливости "физиологического алгоритма", суть которого заключается в одновременном синхронном уменьшении параметров Уп и с!п под воздействием почвенной засухи с!с!

-- <0; - <0;

был проведен ряд экспериментов с одновременной регистрацией этих параметров и интенсивности фотосинтеза. Исследования подтвердили справедливость этого алгоритма и показали, что фотосинтез является параметром,менее чувствительным к обезвоживанию растений, чем параметры Уп и с1п. Всякому изменению интенсивности фотосинтеза предшествует изменение водного режима растений. Время между началом изменения параметров водного режима растения и интенсивностью фотосинтеза зависит от скорости обезвоживания растения и напряженности факторов внешней среды. Активация интенсивности фотосинтеза возможна лишь при высоких скоростях изменения оводненности растений, при низких - отсутствует (рис.3). Эксперименты подтвердили, что возможно построение алгоритмов оптимального управления водным режимом растений, основанных на непрерывном (или достаточно частом) измерении характеристик водного режима Уп и с1п. Эти параметры дают инфрмацию о наступении водного дефицита до начала уменьшения" интенсивности фотосинтеза, следовательно, полив будет своевременным и растение еще не будет угнетаться наступающим водным дефицитом. Время . между началом уменьшения параметров Уп и йп и интенсивностью фотосинтеза может составлять от нескольких минут (для цветочных и травянистых растений) до Ю-IX часов для древесных растений.

Разработан "почвенно-физиологический алгоритм" оптималь-

»ого управления водным режимом.растения в условиях почвенной засухи. Для реализации алгоритма необходимо непрерывное (или достаточно частое) измерение одного из параметров водного режима Vn и dn и влажности почвы, а также текущего значения коэффициента корреляции между этими параметрами.

rv,w=|rv,v* крит. I

-rv,w->+rv,v»

rv,w крит.= 0.7

Кроме того, условием реализации алгоритма является перемена знака коэффициента корреляции и достижение его критического значения.Этот алгоритм как и "почвенно-физиологический" является универсальным и применимым для различных растений, географических регионов и почв.

Разработан также алгоритм, основанный на измерении текущего значения коэффициента корреляции между характеристиками водного режима Vn и dn

- Rv,d->Rv,d

Перемена знака текущего значения .'коэффициента корреляции служит сигналом к поливу растений при наступлении почвенной засухи.

Разработанные алгоритмы оптимального управлния водным режимом растений в условиях почвенной засухи имеют свои диапазоны достоверности, которые для различных культур являются разными. Границы достоверности диапазонов определяются устойчивостью различных культур к экстремальным факторам внешней среды. Такие границы определены нами методами вероятностной статистики для различных видов и сортов плодовых культур:черешни, сливы, персика. Изученная нами сравнительная чувтсви-тельность различных методов к почвенной и атмосферной засухе поволила расширить границы достоверности алгоритмов. Исполь-зованние в "физиологическом алгоритме" линейной скорости кси-лемного потока вместо Von позволило значительно расширить границы достоверности алгоритма и устранить возможные "сбои" в работе биотехнических устройств, происходящих под воздействием атмосферной засухи.

Подтверждена справедливость и .универсальность алгоритма оптимального упарвления водным режимом плодовых культур в условиях атмосферной засухи. Для реализации алгоритма необходи-

Рис.з. Зависимость между I (1), с1п (2), Уп (3) и влажностью почвы; Б- для алычи; А- для хризантемы

- им -

ма имАюрмация "б от)юоцтрлыюй скорости кои.пемноно потока в стволе растения и отношение ятих значении в утренние часы и середине дня

V оо. у"'

- > I

Уот.дн

При воад^иотхии атмосферной, засухи с-гчан растения не успевает за ночные ччгы восстановить наступившим в нем водный дефицит,«следствии чего значения этого пярам^'р^ приближаются к дневным, что и является сигналом к проведению мелко-дисперсного дождевания.

Для подтверждения З'ГОГО ЯР.ЛеНИЯ бЫЛУ Проведены исследования на различных видах косточковых (.черешня. слива, пенник) и семечковых (.полдня , груша) плодовых культурах.

Изучено ВЛИЯНИЕ периодического Переемхяния почвы (одно, двух и трехкратной почвенной засухи) на ус.тгчи и напеть различных видов плодорых растений к атмосферной засухе. Показано, что при этом очень сильно снижается устойчивость ПЛОДОВЫХ растений к атмос|*>рнпи засухе, что недет к онижним их урожая.

Глава 6. МНТОДН ПИРКДЕЛКНИЯ РКАЛЬНОЙ СКОРОСТИ ПРРКДНИКК-НИЯ ИОДН И АССИМИЛЯТОК ПО РАСТЕНИЮ.

При. разработке алгоритмов оптимального управления водынм режимом растений основное внимание уделялось качественным изменениям параметров водного режима ржгонии. для создани* различных математических моделей реакции родного обмена растения на воздействие (факторов внешней среды необходимы точные значения исследуемых параметров. Особенно это касается различных методов измерения скорости передвижения воды в паяных органах растений. Известный метод тепловых импульсов позволяет измерить значения скорости водного потока в абсолютных единицах. Анализ результатов измерения линейной скорости различным авторами показывает, что эти значения могут отличаться в 10 и более раз. Для определения истинных значений этих величин мы провели ряд экспериментов с применением методов радиоиндикаторов и красящих веществ. Метод радиоиндикаторов позволил построить калибровочные кривые для измерения относительной скорости водного потока в стеблях (побегах) хри-

яантемн и алычи. Исследования показали,что в диапазоне 0-7 м/чгк- эта зависимость носит нелинейный х?>!>ччт<ф. В.Оолее узком пи'чщзоне (.(1-^ м/час) ятя яавикисимость «игугяточно линейна, а кочффициент корреляции между и'^л^думмми параметрами ранен о,м'Л Различное анатомическое строение опытных растений не повлияло существенно на вид характеристики. Ана-.11 и я результатов этих исследовании позволил опое де.пеитъ источники шибок при проведении измерении.

При проведении подобных измерении с применением метода красящих Веществ и прямого навешивания установлено, что метод тепловик 'импульсов существенно занижает нс-мннме значения скорости, особенно при низших ее значениях - к Ю-SO раз. Проведенные исследования показали, что скорости ксилемннх потоков к различных органах растении могут достигать нескольких метров и час.. Так, дм яблони сортов Го.пден и Ренет Оимиренко эти значения достигали м/чяп, сливы и»нк.«ол Альтана -

Ь.х м/чис, персика сорта Сочный - м/ч не., груши Кере Ар-данпон - 6 м/час.

Изучение динамики водного режима растении и моделирование этих процессов в конечном итоге направлено на •повышение их урожая. Характеристикой продуктивности расходования йоды растением, как известно, является коэффициент тпанспирации или коэффициент продуктивности, он показывает какое количество воды необходимо для создания единицы сухого вещества. Полученные в процессе фотосинтеза ассими.яятн поступают из листьев и распределяются по растению. Но до си» пор не существуют простые методы определения скорости передвижения и распределения ассимилятов по растению. Нами разработаны два новых метода определения скорости флоямного потока

(.Л.С.«17ЧНЗН1 и пещение о ицдчче патента W as0V0bB9 ОТ

v.

H.07.HW1 г.). Методы основаны на использовании известных тепловых методов5-постои иного нагрева, не требует- применения дорогостоящей аппаратуры, достаточно просты и позволяют проводить измерения на протяжении всего периода вегетации.

На рис.4 показаны суточные изменения флоэмного, ксилем-ного и суммарного потоков в побегах винограда сорта Мускат белый. Результаты этих измерений подтверждаются данными научной литературы. Разработанные новые методы совмеетно с мето-

дами изучения динамики водного обмена растений являются определенным шагом к измерения в недалеком будущем "динамического коэффициента транспирации или продуктивности".

Глава 7. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РЕАКЦЩ ВОДНОГО ОБМЕНА РАСТЕНИЯ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ.

Накопленная на протяжении многих лет при помощи многоканальной автоматической аппаратуры информация о количественных и качественных взаимосвязях между характеристиками водного режима растений и факторами внешней среды позволила нам построить математическую модель водного обмена саженцев плодовых культур. Для этой цели нам пришлось изучить также временную и пространственную вариабельнтсть водного режима плодовых культур. Суточные режимы изучаемых параметров сдвинуты относительно друг друга по фазе, т.е. процессы временных изменений этих показателей инерционны, а их взаимосвязь имеет вид гистерезиса. Причем характер этих зависимостей в разных ярусах растений различный (пространственная вариабельность).

Зависимость интенсивности транспирации от основных факторов внешней среды (освещенности, дефицита влажности возду-' ха, влажности почвы) для изучаемых плодовых культур была описана уравнениями множественной регрессии. Анализ результатов показал, что ошибка между экспериментальной и расчетной кривыми суточного изменения транспирации достигает 40-50%.

Модель водного обмена, построенная на основе изучения влияния факторов внешней среды,без учета физиологического состояния самого растения не пргодна в диагностических целях. Очень важной характеристикой для получения достоверной информации о динамике водного режима растения является такой показатель как оводненность или дефицит влажности ксилемы побегов и ствола. Однако, до сих пор не существует достаточно простых и неповре.чдающих методов определения этого параметра. Мы поставили перед собой задачу разработать такой метод. Проанализировав результаты многолетнего использования метода измерения линейной скорости ксилемного потока при помощи тепловых импульсов - разработали новый метод' определения этого очень информативного параметра. Бри разработке этого метода мы использовали амплитудную составляющую теплового импульса, кото-

10 Ул.мВ.

9 8

7 6

5

4

3 2 1 0

Уп.мВ

У

8 7

6

5

4 3 2 1 О

Рис. 4. Суточная динамика флоэмного (1), ксилем но го (2) и суммарного (3) потоков винограда сорта Мускат белый; А- датчики установлены в верхней части побега; Б- в нижней: 4- освещенность

- да -

рчч ОМРНЬ ТеОНО коррелирует I' пКОДцеЦНООТЫ<1 КТ'ИЧеМЫ /^""""ИТ

н.пя*нооти ксилемы можно выразить В следующем НИ.'!'-1:

А

Ик<\ г - (1--) * ЦНГ/

Атах

где д - '!'|'куц|(>м знамени-' амплитуды теплового имиу^'ч " от нооит ельч |.! V I.. и и • I у пах

Лгпчу - мчкг'имяныюе значение амплитуды теплочогм иммупь-|'Ч Мри 1(1'17 ОроДИеННООТИ коилсми.

Метод ЧОЖЮ.пмнт ощУДе.ПЯТЬ К ДИНаМИКе дефицит К.МЧЧН'"-""/! ксилемы на протяжении всего периода вегетации для лтомх дме-репных растении , при ятом они не повреждаются, а иЩ»п»¥мчи» является удобной для машинной обработки.

Разработка итого метода позволила нам создать мультипликативную димлмическуш модель водного обмена саж^нцек н.нпц«».'му культур, которую можно представить В следующем виде; | (Г..) = I тау*-'' I 1Ф*» X о 1иозд)*! И(№н)*Г 1 (Икс) где 11.1 I - текущее значение интенсивности транспирам.ии 1тах - м''ксимн>1ьнор значение ятого параметра за !<сс.1к.дуемый период ФУНКЦИИ П №,Г4 Представляют .ч,чнис|1мм("/'ь интенсивности гранспиряции от суммарной солнечной радиации, дефицита вляжнооти воздуха, влажности почвы и дефицита влажности ксилемы соотвсгсвенно. Они нормированы К 1 И находятся из якоперимецтапьннх данных методом огибают,их крииых. ПЯТем ЯТИ зависимости СПИСЫВАЮТСЯ полиномом 0-11 степени. Шян МОЛо.чи - I чяс.

Анализируя полученные динамические модели для саженцев различных плодовых культур (яблони сортов Голден и ренет Ои-миренко, персика сорта Золотой Юбилей, груши сорта Нере Аг>-данлон) видим, что разработанная модель является достаточно адекватной.и может быть использована в прогностических целях. На рио.Ь представлены экспериментальная и раочитанчая по модели кривые суточного хода интенсивности транспирации для персика сорта молотой Юбилей. Ошибка модели для различных культур не превышает 10-15%. Модель пригодна для расчета динамики водного обмена саженцев плодовых культур в различные временные интервалы вегетационного периода. Использовать ее в разные годы.нецелесообразно.

- -

«"■»..«<>чч« ь vp'U'.McHH'j множественной регрессии кроме ||<ик-•!««><>» 11ИМ1И1ИЧ' оре;;1« покаачтеля дефицита влажности ксилемы «Н:»Н1-|.Ч1М<» Ш1|«Н'.-1»Ч- тсчность ЧТОИ МОДНЛИ ДЛЯ ЧОЛОНИ сорта

IIMIHUI, ■,'">/ Ч-J М|«с -И"' » "TV МСТИЛ (1ИЧЧР1«'|'Ь н (М|РДУ«1Н|"М Ki'ile-

и-:, , м/п i - п. ?! mi. :ч/|мйч*Х1*хн+0. i к i4hw*x:J*x:i-H. i :*уук-

у - траненипации,В/ДМИ*час

¥| - сумм?«»»'»« О'ЩНеЧНЯМ [)НЛИЯЦИЯ, КРТ/МУ

» ■> - чеицчиг*' V i"iT-ii'н-"|>и вочдуха, Г! 1а

"а. - Н.МЧШН'*"!"' почни.ХИН

д/i - дефицит "лаче.нпти Дреиес'ИНМ (.КОИЛемм) .

гм i и * i > к 1тент детерминации

Личнии ре:'ли1К'г;-'М'чч построении моделей Д.ПЯ саженцев рач-.пи>1>п>у п.япппкыу кучктур цгцлчамияет, ЧТО ошибка ИрИ НТОМ И"

I IM< U'.MHf к >||> <i>-.iii-»,(1

.11.ПЯ ео:;П'>Ч!«Я 'Ч'П• U» И' 1«< ílfDM модели ВОДНОГО режИЧЯ мнпго-

летнму п.ПОДОВЫХ ку.пь">ур нео(1Х0.ДИМ0 ИчучеНИе пространственных, Hpi'M'HiHux, а т.чк»" сопччжнх и во.чраптчнх ооооенноптей. Такая раОмФч ou.ria цмпо1!""»а и.я примере ряадиЧНЧХ портов яблони " wciifi»v>4v nt«>4M«t»>""iti4> ca./ia cnRMPMftCI'HO о УкрНИМ í»! (в. Ме.чи-

VN l.ll h i .

есау.льтатн чт»» исследования на яблони сортов Ренет Си-мио"ико и ^таркримеов покачали, что сезонная динлмккя относ-м-м'мпьчпн скорости КГЧЛ.Т1ММНОГО потока н зависимости от факторов ин"'инпм epei'M с tv>:> КИЧМИХ Частях кроны Яблони ИМееч' одИЧЯВО-ные някономерн«ю<м» н суточных ритмах Vo отмечаются следующие orofHaiiirv'i'H: чпчмме ччччения Vo3 продолжительность и величина угнетения чтогп параметра выше по направлении) к основании! оч'но.па и корням. im степени угнетения исключение составляет корни, и i-rn'1'мрчх ve оличкя к глубине угнетения R побегах. Но мер" у.".чпеция (.(.ч.рг.м г vi- ствола .дерева регистрируется б'Ълее нимкня линейная*скорость коилменого потока Ул. Соответствующие результаты наодшпаютем при сравнении Vo и Ул в стволах дереньен равного ночраотя. При этом уменьшение возраста дерева аналогично Польшей степени удаленности от основания к вершине. н качестве критерия может выступать диаметр ветви или етво.па: чем он меньше, тем ниже Vji и меньше истощение запасов влаги в ксилеме вследствие трансирации. л-

6 7 8 9 1 01112131415161718192021

Рис. 5. Сутотыые изменения интенсивности транспиреции персика Золотой Юбилей; 1-экспериментальная кривая; 2— рассчетная кривая

Установлена, что в ритмике различных сортов яблони имеются как различия, так и общие закономерности : почти одновременные изменения величин Vo и Vi в утренние и вечерние часы, наличие двух максимумов и уменьшение этих параметров в середине дня и т.п.К различиям можно отнести более высокую динамичность параметров в побеге в дневное время суток. В стволе такие колебания отсутствуют, что объясняется его бу-ферностыо. Кроме того, Vo в стволе более чувствительна к возрастным изменениям. Знание всех этих особенностей динамики водного режима позволяет разработать в будущем динамическую модель для многолетних плодовых культур.

Глава 8. БИОТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ АЛГОРИТМОВ ОПТИМАЛЬНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ВОДНБМ РЕЖИМОМ РАСТЕНИЙ И ИХ ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ.

Разработанные нами в результате многолетних исследований алгоритмы оптимального управления водным режимом растений были реализованы в виде биотехнических устройств, позволяющих производить автоматическое управление этим процессом в условиях почвенной и атмосферной засухи. Устройства, реализующие "физиологический алгоритм" и "почвено-физиологический алгоритм" и предназначенные для оптимального управления поливом растений в условиях почвенной засухи разработаны в двух вариантах:

- для автоматического управления водным режимом растений при наличии соответствующих систем орошения (капельная и ДР.);

- для выдачи звукового или светового сигнала "Полив" при отсутствии подобных систем орошения, т.е. могут быть использованы в качестве "консультанта". *

Эти устройства защищены авторскими свидетельствами (A.C. «1017230, A.C. #1219014). Для управления водным режимом растений в условиях атмосферной засухи разработано устройство реализующее алгоритм Уут

- > 1+-0Д

Удн

и позволяющее производить автоматическое управление сис-

темами мелкодисперсного дождевания. Устройство защищено А.С.521396.

Первые макеты устройств оптимального управления волннм режимом растений были разработаны и прошли лабораторные и производственные испытания еще в 198083гг. Испытания проводились в Крыму и Молдавии на различных цветочных культурах, яблоне и винограде. Была подтверждена высокая эффективность применяемых устройств и не очень высокая надежность из-за не совершенной элементной базы. В 1986-1988гг. за счет финансирования бывшего Минводхоза СССР ОКБ "Союэводсистемавтоматика" (Г.Фрунзе) были разработаны и изготовлены 15 компелекто? устройств на более совершенной электронной базе с реализацией "физиологического алгоритма". Эти устройства прошли производственные испытания на базе института орошаемого садоводства УкрНИИ ОС (Г.Мелитополь) на различных сортах яблони, а также в Крыму на базе ВНЖИВиВ "Магзрач" на винограде различных сортов. Кроме того, два варианта подобных устройств были разработаны и изготовлены нами совместно с ВНИИ "Плодмашпро-ект" (г.Симферополь) по хоздоговорной тематике (заказчик ВНИИ "Биотехника",г.Москва) для оптимального управления водным режимом растений в специальных закрытых объемах (в установке "Оазис" на космической станции "Мир"). В качестве почвенного субтракта использовались различные ионообменные смолы, исследуемыми объектами были различные сорта гороха, томатов, гвоздики и хризантемы.

Испытания устройств оптимального управления водным режимом растений подтвердили высокую эффективность и достаточную надежность.

Так как различные виды культурных растений имеют пространственные и временные особенности в динамике водного режима, то перед практическим применением устройств оптимального управления водным режимом необхождимом изучение этих особенностей для конкретной культуры. Такие особенности показаны на рис.6 для растений винограда сорта Алеатико. Из рис.6 видно, что наиболее чувствительным к водному дефициту является нижний ярус бесплодного побега, на который и необходимо устанавливать датчики, дающие информацию о водном режиме растения.

При практическом применении устройств нужно также опре-

- за -

делить минимально-достаточное количество растений для получения информации о водном режиме ноля (участка).

С этой целью нами был проведен ряд экспериментов.Полученная информация была обработана методами вероятностной статистики' (при помощи пакета прикладных программ ЗТАТБНАГ). Расчеты показали, что включение системы оптимального управления водным режимом при получении информации только от одного растения, достоверно с вероятностью 98%.

Правда такая высокая вероятность возможна при условии, что растения находятся в одинаковых условиях, развиваются идентично, что возможно при применении, например, капельной системы орошения. Если участки сада (поля) не очень идентичны, то для большей достоверности определения момента полива необходимо разбиение их на Солее мелкие участки. Полив необх-лдимо производить при поступлении суммарного сигнала от нескольких растеши.

При практическом управлении водным режимом растений в полевых условиях информацию от растений приходится передавать на значительные расстояния. Передача информации по проводным линиям связи не очень удобна из-за работающих в поле почвообрабатывающих и других машин и механизмов, которые могу? повредить эти линии. Кроме того, при передаче информации на значительные расстояния происходит затухание сигналов и требуется их дополнительное усиление. Поэтому нами, совместно с Севастопольским приборостроительным институтом (кафедрой радиопередающих устройств), была разработана рэдиотелеметргчесая система передачи информации. Радиус действия системы 10-20 км при возможности подкдючени к ней практически любого чис!а каналов для передачи -информации.

Испытания устройств на различных культурах и в раздичных географических регионах в условиях почвенной, атмосферной и комплексной засухи показали, что комплексное применение этих устройств позволяет полностью решить задачу оптимального управления водным режимом растений. Практическое применение этих устройств дает возможность экономить 10-40% воды для полива по сравнению с лучшими существующими методами псшша и повышает урожайность на 20-30%.

- -

100 50 60 70 80 90

Рис. 6 Зависимость Von в бесплодном (3 —нижний ярус, 4-верхний ярус) н плодоносном побегах (5-нижний ярус, 7 —верхний ярус),плодоножке (9) и диаметра этих органов соответственно (1,2;6,8;10— диаметр ягоды) от влажности почвы.

выводы

1. Предложены методы определения и поддержания оптимальных условий выращивания растений в условиях закрытого грунта, а также степени их оптимальности и вероятности повреждения экстремальнами факторами внешней среды конкретного географического региона. Такие исследования выполнены на примере Южного берега Крыма (ЮБК).

2. Доказано универсальное совйство растений реагировать уменьшением значения параметров водного режима перед началом изменения интенсивности фотосинтеза в условиях почвенной засухи, что позволило разработать алгоритмы оптимального управления водным режимом растений и доказать их достоверность. Алгоритмы имеют определенные диапазоны применимости, которые зависят от'устойчивости данного вида (сорта) растения. Сравнительное изучение чувствительности различных методов к обезвоживанию растений в условиях одновременного опыта позволило расширить границы достоверности этих алгоритмов. Так, использование в ''физиологическом алгоритме" линейной скорости вместо относительной значительно расширяет динамический диапазон достоверности этого алгоритма в условиях атмосферной засухи.

3. Подтверждена справедливость алгоритма оптимального управления .водным режимом растений в условиях атмосферной засухи для различных плодовых культур.

Дана количесвенная оценка влияния периодического пересыхания почвы на устойчивость плодовых культур к атмосферной засухе.

4. Разработаны новые приборные методы определения засухоустойчивости плодовых культур. При этом использовано свойство растений по разному изменять относительную скорость водного тока в различных органах растений и их диаметр в условиях почвенной и атмосферной засухи.

Установлено, что менее устойчивые еиды и сорта растений раньше снижают эти .параметры, чем устойчивые.

5. Экспериментально доказано, что прирост побегов плодовых растений в толщину, в основном происходит ночью. Так, у черешни ночная скорость прироста побега в 2,7 раза выше дневной, у оливы - в 2,9 р&за, у персика - в 5,7 раз.

6. Проведено сравнительное изучение 3-х методов определения скорости передвижения воды в ксилеме растен|й. Показано, что более точным является метод радиактивных меток и кра-

сителей, Линейные скорое?;', потоков, измеренные методом тепловых импульсов занижена " ттнсленига к реальным скоростям примерно на порядок.

7. Предложен hdbl:h определения дефицита влажности ксилемы растений. ' : гнсвзн на использовании амплитудной составляющей тепловс/ ■ импульса, автоматизированный и позволяет производи-î "прения на протяжении всего периода вегетации. Применение :• метода позволило разработать динамическую модель водного ^мена саженцев^'

8. Разработана мул; .'ппликзтивная -модель водного режима саженцев плодовых культу?, учптываявзя кроме параметров внешней среды и физиологическое состояние самого растения. Шаг модели - 1 час. Точность модели 10-15Х, что позволяет использовать ее в прогностических целях.

9. Для разработки динамической модели водного режима многолетних культур е пелены/, условиях изучены пространственные, временные, а так".г сортовые и возрастные особенности на примере различных сортов яблони в условиях промышленного сада УкрНИИ ОС (г.Мелитополь). Показано, что по мере удаления ветвей от ствола дерева регистрируется более низкая скорость "ксилемного потока. При этом уменьшение возраста аналогично * большей степени удаленности от основания к вершине. В качестве критерия может выступать диаметр ветви или ствола:чем он меньше, тем ниже линейная скорость и меньше истощение запасов влаги в ксилеме вслед-.-тан- трзнопирации.

10. Разработан новый метод определения скорости передвижения ассимилятов между различными органами растения на протяжении всего периода вег-зтзц;::!. Наряду с применением методов изучения динамики г- режима растений данная разработка является определенным определению "динамического коэффициента транспирац.:/ продуктивности".

11. Раэработанны- .'-тройства оптимального управления водным режимом растен:::: н о.? валяют оптимизировать этот процесс как в условиях почвен: .-,--.:-: и атмосферной и комплексной засухи.

Устройства выполн-'-.-. .: двух вариантах: - для полного автоматического управлен;: ; пстемами увлажнения почвы и воздуха;

- в _ качестве "консультанта" для подачи сигнала "Полив" (в виде светового или звукового сигнала) при отсутствии систем управления.

Перед применением устройств в производственных условиях необходимо изучение особенностей динамики водного режима конкретной культуры.

Для беспроводной передачи информации о водном режиме растений и условиях внешней среды разработан радиоканал с радиусом действия Ю-20км.

12. Испытания устройств оптимального автоматического управления водным режимом растений на различных культурах и в разных географических регионач показали, что их применение позволяет экономить 10-40% воды для полива и повышает урожайность на 20-30%.

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Определение засухоустойчивости и жароустойчивости плодовых растений методом фотоиндуированной хемилюминеоценции //Тез.докл.-Краснодар.-1974.-с. 208-209 (в соавт. с А.И.Лищу-ком,К.С.Цаголовым).

2. Использование метода фотоиндуированной хемилюминеоценции для изучения жаростойкости плодовых растений//Сельско-хозяйственная биология.-1976.-Г.11.-#б.-с.933-934 (в соавт. с А.И.Лщуком).

3. Использование метода фотоиндуцированной хемилюминеоценции для изучения жароустойчивости плодовых растений //Бюл.Никит. ботан.сада.-1976.-Вып,2.-с.72-7б (в соавт. с А.И.Лищуком).

4. Исследование суточных изменений диаметра корней,побегов и плодов алычи в связи с внешними условиями //Физиология и биохимия культурных растений.- 1978.-т.10.-»3.-с.308-313

(в соавт. с В.С.Семиным). ч

5. Использование фотоиндуцированного свечения листьев для отбора растений на хозяйственно-полезные признаки //Тез.докл.-Алма-Ата.-1978.-с.41-42 ('в соавт. с А.И.Лищуком).

5. Прибор для определения прироста органов растений. //Бюл.Никит.бот.сада.*-1979.-Вып.З.-о.73-76.

7. Автоматическое устройство слежения и управления сро-• ками полива растений //Приборостроение.-1980.-Вып.-28.-с. 48-51

А--

(в соавт. о В. П. Климовым. А ..А. Янковским).

8. Оценка устойчивости плодовых растения к экстремальным факторам среды методом фотсиндуцировэнного свечения '/Тез. доил.-Львов.-1980.-с.13? (в гочзт. с А.И.Лидуком.Т.П.Кучеро-вой).

9. Динамика водного обмена косточкоеых плодовых культур в условиях водного дефицита /Бил.Никит.бот.сада.-1980.-Еып. 1.-е. 73-76 (в соавт. с А.И.Лиавиом,С.С.Радченко).

10. Использование фотсиндуцированного свечения листьев в селекционно-генетических исследованиях лаванды //Тез.докл.-Львов.-1980.-с.112 (в соавт. с В.Д.РаботягоЕым).

11. Автоматическое устройство для оптимизации полива растений по физиологическим параметрам /-'Тез. докл.-Кишинев. -1981.-с.26-27 (в соавт. с В.С.Семиным).

12. Комплекс автоматической аппаратуры для исследования корневой системы растений//Тез.докл.-Кишинев.-1981.-е.22-23 (в соавт. с В.С.Семины).;).

13. Обоснование почвенио-физиологического алгоритма управления водным режимом растений //Сельскохозяйственная биология. -1981.-т.16.-Я5.-с.924-931 (в соавт. с й.С.Шатиловым , В . С . Семиным,С.С.Радченко}.

14.Зависимость интенсивности фотосинтеза от динамики водного обмена хризантемы и алычи при различной скорости и степени их обезвоживания //Физиология и биохимия культурных растений.-1932.-т.14.-#2.-с.175-181.

15. Диагоностика сроков полива винограда с помощью автоматических устройств //Виноделие и виноградарство СССР.-982.-«6.-с.41-42 ( в соавт. с С.С.Рацченко.А.Ш.Сулейма-новым.Л.П.Казанцевой).

16. Некоторые методические аспекты анализа широкополостных спектров растительных материалов //Бюл.Никит.ботан.сада. -1982.-Вып.-47.-с.81-87 (в соавт. с В.Н.Кузнецовым, В.Д.Работяговым,В.С.Семиным).

17. Методические рекомендации по биофизической оценке устойчивости плодовых и декоративных растений к неблагоприятным условиям среды //Ялта.1982.- 22с.(в соавт. с А.И.Лищу-ком,С.А.Стадником,С.С.Радченко).

18. Методы определения устойчивости к неблагоприятным

условиям. и сроког полива плодовых и декоративных культур '•■'Применение фигиол'»г'.тч-оких методов при оценке селекционного материала и мод^лирсряния новых сортов с-х культур.-М.-1983.-с.55-58 (в соавт. с 4.И.Лицуком.O.A.Стадником).

13.' Определен::-- •-корости переноса воды по ксилеме //Физиология к биохимия культурных растений. -1983.-т. 15.-йЗ.-с. 291-295 (в соавт. с С.С.Радчен-ко,0.В.Семиным.B.C.Еерзиным).

20. Исследившие водного режима культурных растений с целью его оптимизации: Автореф.канд. дисс.-Кишинев. -1993.- 28с.

21. Устройство для автоматического управления поливом. -A.C.«1017230 01' 23.02.1983г. (в соавт. с С.С.Радчен-ко,В.А.Еаранецким).

22. Обоснование и реализация почвенно-физиологического алгоритма управления сроком полива растений //Сельскохозяйственная биология.-1984.-вЗ.-о.31-37 (в соавт. с И.С.Шатиловым, Б.С.Семиным,0.0.Радченко).

23. ФотоиндуцироЕачное свечение как метод оценки устойчивости растений к экстремальным факторам среды //Тез.докл.-Львов.-1984.-с.96-97 (в соавт. с В.Д.Работяго-вым, А. И.Лищуком).

24. Определение относительной засухоустойчивости по изменению скорости еодного тока в ксилеме растений //Тез.докл.-Кишинев.-1584.-с.32-33 (в соавт. с А.И.Лищуком ,С.С.Радченко).

25. Метод и устройство оптимального управления поливом растений //Тез.докл.-Кишинев.-1984.-с.58-59 (в соавт. с С.С.Радченко,В.А.Еаранецким).

26. Диагностика водообеспеченнооти растений в связи с условиями внешней среды //Тез.докл.-Киев.-1984.-с.48 (в соавт. с В.А.Еаранецким).

27. Исследование водного режима некоторых культурных растений с целью его оптимизации //Тез.докл.-Ташкент.-1984.-с.78-79.

28. Устройство для автоматического управления поливом .-А.С #1219014 от 22.04.1984г (в соавт. с С.С.Радченко, В. А. Еаранецким).

29. Автоматическое управление поливом //Плодсойеда'-»? хозяйство.-1985.- »8.-0.52-55 (в соавт. с И. С. Шатиловым).

30. К методике определения засухоустойчивости сортов рикоса //Бюл.Никит.ботан.сада.-1985.-Вып.56.-с.7-3-82 (в -ч-авт. с А.И.Лишуком, G.G.Радченко).

31. Алгоритм и устройство оптимального автоматического управления поливом растений //Тез. дока.-Мелит о-поль.-1985.-0.1537154 (в соавт. с В.А.Баранецким).

32. Особенности динамики водного обмена Washingtonia ii-lífera и Trachycarpus excelsa в условиях водного дефицита //Бюл.Никит.ботан. сада.-19В5.-Бып.58.-с.87-93 (в соавт. о А. И. Лищуком,С.С.Радченко, А. П. Максимовым).

33. Изучение жароустойчивости лаванды методом фотоинду-цированного свечения //Тез.докл.-Минск.- 1985.-с.103 (в соавт. с В.Д.Работяговым,А.И.Лишуком).

34. Алгоритмы оптимального .автоматического управления поливом растений и биотехнические устройства для их реализации //Сб. трудов Никит, ботзн. сада.-1985.-т.96.-с. 112-121.

35. Определение засухоустойчивости различных сортов винограда по изменению параметров водного режима

' '//Тез.докл.-Симферополь.-1336.-с.27-28. (в соавт. с Н.Г.Нило-еым,п. я.Голодрыгой,с.с.Радченко).

36. Связь динамики водного режима косточкоеых плодовых культур с их засухоустойчивостью //Тез.докл.-Кишинев. -1986.-е. 52-53. (в соавт. с А.И.Лищуком).

37. Система передачи информации о параметрах водного режима растения и условиях окружающей среды //Тез.докл.-Кишинев.-1986.- с.33-34. ( в соавт. в В. П. Климовым, С. А. Агеевым, А. Н.Полевым).

38. Адапционные особенности абрикоса при различном во-доснабжении//Сб. трудов Никит.ботан.сада. -1986.-т.9.-с.109-116 (в соавт. о А.И.Лишуком).

39. Изучение жароустойчивости лаванды методом фотоинду-цированного свечения //Бюл. Никит, ботан. сада.-1986.-Вып. 61.-с.72-79 (в соавт. с В.Д.Работяговым,А.И.Лищуком).

40. Радиотелеметрическая система передачи данных о параметрах водного режима и условиях окружающей среды //Бюл. Никит.ботан.сада.-1987.-Вып.62.-с. 102-108 (в соавт. с В.П. Кли-

мобым).

41. Информационная роль физиологических параметров растения и окружающей среды при автоматическом диагностировании сроков полива //Тез.докл.-Казань.-1937.-с.123-125 '.в соавт.о А .к. Титлу ком).

42. Использование физиологической инофрмзцпи для автоматической диагностики сроков полива / 'Тез. док.!. -Ленинград.-1938.-е. 169-171 (в соавт. с С.С.Радченко,В. А.-Барэнешим j

43. Гидротермический диапазон справедливости физиологического алгоритма управления поливом растений /'Тез.докл.-Ленинград. -1938. -с. 317-319 ( в соавт. с Т.В.Фальковой).

44. Водный режим косточковых плодовых культур в условиях атмосферной засухи //Тез.докл.-Петрозаводск.-1989.-о.41-43 (в соавт. с Т.В.Фальковой).

45. Автоматизированная система получения информации для оценки адаптации растений к факторам внешней среды и Тез.докл.-Кишинев.-1989.-с.286-287 (в со.авт.с Т.В.Фальковой).

46. Устройство для автоматизации полива древесных растений. -A.C.#1521396 от 17.07.1989г. (в оозвт. о В.П.Климовым, К.Е.Надеждиной).

47. Связь динамики водного обмена с засухоустойчивостью плодовых культур //Тез.докл.-Кишинев.-1989.-с.52-55 (в соавт. с А.И.Лищуком,С.С.Радченко).

48. Водный режим косточковых плодовых культур на фоне прогрессирующей засухи //Бюл.Никит.ботан.сада.-1939.-Вып.69.-с.82-87 (в соавт. с Т.В.Фальковой).

49. Автоматизированная система получения информации для изучения взаимосвязей между физиологическими параметрами растения и окружающей среды //Тез. докл.-Кишинев,-1989.-с.44-45.

50. Автоматическая регистрация относительной скорости ксилемного токаев побеге и стволе, яблони разного возраста //Тез.докл.-Кишинев.-1989.-с.51-52 (в соавт.с Н.Е.Надеждиной)

51. Физиологические механизмы устойчивости высших растений к субаридным условиям Южного берега Крыма //' Сб. трудов Никит.Ботан.сада.-1989.- " т.108.-с.54-67 ( в соавт. с Т.В.Фальковой,Т.А.Старовойтенко).

52. Модификационная изменчивость устойчивости растений к

агк •fpv-n засухе в усховиях Очного берега Крыма //Об. трудов Йг-сгч 'Ч'тан. оада. -19S9. -?. 103.-е.67-77 ( в соавт. с Т.В.Фзль-

&.<. Ав гоматизялия "иете$« мелкодисперсного увлажнения по

»логическим параметрам »»р^ръ^в Мелиорация и водное

( в соавт. с Н.Е.Надежди-

ЧСЙ, Н.'?. ОйК'Д/К) ■

5ч. методические рекомендации по физиологическим и био-ф:;?!*ч<?ским м?тода* в с«лакции плодовых культур //Москве. " Ly'Vl . - 57с .

&5. Пространственнее г. временные вариации скоростей еод-НСРг потока в ксилеме яблони ■ ''Физиология и биохимия культурных растений.-1991.-т.23.-яб.-о,558-594 ( в соавт. с Н.Е.На-^'"'■OJHH'"'?, Р. 'Одинцов ой).

56. ¡Вариации относительной скорости ксилемного сока в побеге и стволе яблони разноге возраста и сорта //Бш. Никит, ботяч.сааз.-1990.- Вып.TV.-о.72-79(в соавт.с Н.Е.Нэдеждинсй).

57. Способ оценки засухоустойчивости плодовых культур.-А.С. аГ;39314 от 15.02.1ОД?г. (в соавт. о Т.В.Фальковпй)

ЪЬ . Способ определения скорости флозмного потока в побе-" гах растений.-А.С.«1793331 от 08.10.1992г.( в соавт. с С.С.Рздченко,Н.Г.Ниловым).

59. Б1оф1зичн1 критерУ оц1нки водного режиму рослкн в уь'ое.яч посухи //Тез. докл.-Киев.-1993. -с. 80 (в соавт. с Т.В.Фальковой).

60. Methods of deterrmnationof Apricot resistance to environment factors // 10 Jnternanlonal Symposium on Apricot Culture .- ISHS Working Group on Apricot Culture and Decline.- ¡гтгчr.-Turkey.-1993.-p.25. (Lishohuk A. I., Ilnitsky O.A.).