Бразильские исследователи рекомендуют аграриям использовать портативные хлорофиллметры – приборы, которые оптимизируют внесение азотных удобрений.
Подробно о том, как работают хлорофиллметры, рассказали бразильские исследователи из Федерального университета Санта-Мария, UFSM, и Федерального института образования, науки и технологий Фарропилья, IFFar, в статье агропортала Revista Сultivar.
Азот считается одним из самых необходимых питательных веществ для растений, поскольку он отвечает за выполнение ряда важнейших функций в их развитии, таких как рост, образование новых клеток, тканей и образование хлорофилла.
Хлорофилл — это зеленый пигмент, содержащийся в листьях и отвечающий за улавливание солнечной энергии и образование сахаров (CO2+H2O), необходимых растению для роста и производства зерен или плодов, в зависимости от вида. При недостатке азота листья растений становятся бледно-зелеными или желтоватыми из-за недостатка хлорофилла. Таким образом, очевидна сильная корреляция между уровнем хлорофилла и дефицитом или потребностью растений в азоте.
Если растение получает достаточно азота, оно будет быстро развиваться, однако при дефиците этого питательного вещества рост замедлится. С другой стороны, избыток азота также может быть вреден для сельскохозяйственных культур, поскольку он может удлинить вегетационный цикл и, как следствие, привести к снижению урожайности.
Почва может обеспечить сельскохозяйственные культуры определенным количеством азота, однако во многих случаях этого недостаточно, чтобы удовлетворить всю потребность, поэтому необходимо вносить азотные удобрения.
Листовая диагностика хлорофилла
В целом, у сельхозпроизводителей существует много сомнений относительно применения азота, учитывая высокую стоимость продукта в текущих условиях. Однако минимизацию его применения в посевах не следует рассматривать как альтернативу сокращению его использования, поскольку это решение может нанести значительный ущерб урожайности и, как следствие, привести к большим потерям.
Для принятия решения о внесении азота необходимо провести диагностику, характеризующую потребность культуры в этом питательном веществе. Для этой цели существуют методы, позволяющие определить содержание хлорофилла в листьях и прогнозировать уровень обеспеченности растений азотом. Это связано с тем, что пигмент хлорофилл тесно связан с содержанием азота в растении.
Традиционный метод определения содержания хлорофилла в листьях, применяемый в лабораторных условиях, требует разрушения образцов листовой ткани, а также большого объема работы по экстракции и количественной оценке и высоких затрат.
Однако на рынке имеются портативные хлорофиллметры, которые позволяют мгновенно измерять содержание хлорофилла в листе, без необходимости его разрушения или повреждения.
Содержание хлорофилла, количественно определенное измерителями, представлено в виде относительной величины. Принцип работы основан на поглощении и/или отражении света листьями, при этом свет, проходящий через лист, достигает приемника (кремниевого фотодиода), который преобразует проходящий свет в аналоговые электрические сигналы, а затем посредством аналого-цифрового преобразователя эти сигналы усиливаются и преобразуются в цифровые сигналы, которые используются микропроцессором для расчета значений, отображаемых на дисплее. Таким образом, определение хлорофилла стало простым и быстрым и могло проводиться в полевых условиях.
Как работает портативный хлорофиллметр
Метод определения содержания хлорофилла в листе с помощью переносных измерителей заключается в закрытии измерительной головки прибора над листом, не допуская повреждения листьев при манипулировании ими. Таким образом, можно будет проводить другие измерения на том же листе позднее в течение цикла роста растения.
Измерение необходимо проводить не менее чем на 30 новых развернутых листах, при этом на каждом листе необходимо проводить два измерения с интервалом в две секунды.
Фото: Revista Сultivar.
В идеале следует заранее определить место измерения на листе и провести его в одном и том же месте для всех, избегая жилок. После измерения уровня хлорофилла необходимо рассчитать среднее арифметическое значение между измерениями.
Оборудование считается легким и простым в обращении, что позволяет использовать его в любом месте. Батарея обычно состоит из набора щелочных батареек, которые благодаря низкому энергопотреблению могут выполнять до 20 тысяч измерений на одной батарее.
Выборка для измерения содержания хлорофилла должна быть определена для каждой культуры и для каждого типа листьев с учетом стадии роста, относительного возраста листьев и места, где будет проводиться измерение.
Стоит отметить, что показания хлорофиллметра могут меняться не только в зависимости от фенологической фазы, но и от места снятия показаний на листе, а также от выращиваемой культуры.
Оборудование снимает показания, соответствующие содержанию хлорофилла в листе. Используя это значение, можно использовать методологию для прогнозирования необходимости дополнительного внесения азотных удобрений и калибровки оборудования.
Данная методология основана на создании изменчивости на раннем этапе развития сельскохозяйственных культур экспериментальным путем. Как правило, эта изменчивость возникает за счет использования различных уровней азота при посеве.
На этапе сельскохозяйственного цикла, на котором желательно определить критические уровни показаний хлорофиллометра, показания снимаются с помощью оборудования и вносятся два-три различных уровня азота. Определив величину урожайности зерна и показания хлорофиллиметра, на требуемом этапе определяют значение, соответствующее критическому уровню показаний хлорофиллиметра.
Использование хлорофиллметра при принятии решений по внесению азота широко применяется для крупных культур, таких как рис, пшеница, кукуруза и бобы. Некоторые экспериментальные работы, проведенные с этими культурами, прогнозируют критические уровни показаний хлорофиллометра и указывают на необходимость внесения азота, когда уровни хлорофилла показывают значения 40-42 для риса (дифференциация метелки), 41-42 для пшеницы (флаговый лист), 58-62 для кукурузы (колошение) и 42-46 для фасоли (полное цветение).
Основные преимущества использования хлорофиллметра
Считывание данных может быть выполнено всего за несколько минут, что позволяет быстро диагностировать состояние потребностей урожая в азоте;Устройство имеет низкие затраты на техническое обслуживание, в отличие от других методов, требующих покупки химических продуктов; Нет необходимости отправлять образцы в лабораторию, что экономит время и деньги;Фермер может взять столько образцов, сколько захочет, не повреждая листья растений.Авторы: Чайан Герра да Консейсан, UFSM и IFFar, Ана Рита Костенаро Паризи, Жоао Антонио да Консейсан, IFFar, Жозеф Брюнинг, Адроалдо Диас Робайна, Марсия Ксавье Пейтер, Элиза де Алмейда Голло и Ана Карла душ Сантуш Гомес, UFSM.
Источник и фото: Revista Сultivar.