Методы изучения продуктивности и питания растений.

Для решения задач лесного хозяйства необходимо иметь критерии оценки продуктивности и других полезных признаков.

При проведении таксации, как правило, не учитывается не фотосинтез, не минеральное питание, а считают лишь полезную для человека часть дерева. Тем не менее, природа руководствуется собственными правилами, которые нацелены на выживаемость вида, во-первых, соответственно на продолжение рода, отсюда следует, что очерченный человеком критерий продуктивности не обязателен для растения и зависит от продуктивности самого растения.

Главным критерием продуктивности является фотосинтез, от которого зависит накопление органического вещества. Данный процесс должен быть поддержан на высоком уровне и не должен страдать. Второй составляющей продуктивности является минеральное питание, которое поставляет необходимые минеральные элементы растениям. Коррекция минерального питания и водный режим являются наиболее действующими способами изменения абиотических факторов. Для того, чтобы оценить продуктивность биомассы, кроме таксационных методик, используемых произвольную часть растений. Существуют методы прямого учета биомассы, как последней ступени всех процессов, происходящих в растениях.

Методики оценки фотосинтеза.

При таксационных исследованиях для объяснения общей продукции использовались и сейчас используются коэффициенты фотосинтеза, которые подбираются без измерений с тем расчетом, чтобы график лучше описывал распределение по высоте или массе. Однако этот подбор условный.

Метод бруттоассимиляции.

Поскольку в результате фотосинтеза поглощается углекислый газ и выделяется кислород можно просто измерить интенсивность фотосинтеза, переведя ее не единицу площади листа.

Таким способом можно измерять фотосинтез, поместив часть растения или все в прозрачную камеру и просасывая через нее атмосферный воздух, концентрация углекислого газа в котором известна. На выходе из камеры устанавливают баритовый, а лучше инфракрасный газовый анализатор, с помощью которого измеряют концентрацию углекислого газа на выходе. Т. о., фотосинтез считают как интенсивность и как интенсивность фотосинтеза и измеряют в мг СО2\ Sлиста. Площадь листа берется с одной стороны там, где есть устьица, а у хвои берется вся поверхность. Для определения депонирующейся массы используют следующую формулу:

Ф - Д - В - П = НП

Фотосинтез можно перевести в биомассу по уравнению фотосинтеза, зная, сколько мг углекислого газа нужно для построения единицы массы.

Такой метод особенно хорош для построения кривых фотосинтеза в ответ на быстрые воздействия внешней среды на растение. Однако имеются большие сложности для проведения длительных измерений. Так, интенсивность дыхания с трудом поддается измерению. Объем корневых выделений может варьировать до 60% общей продукции. Потери масс за счет корневого опада бывает сложно рассчитать, следует, что за большой период времени накопится существенная ошибка за счет очень больших допущений. Кроме того, измерять интенсивность фотосинтеза придется все время, поскольку она постоянно меняется как дыхание.

Еще одним препятствием к применению методов для длительных измерений является необходимость изоляции растения в герметичной камере, что может создать микропарниковый эффект.

Метод неттоассимиляции.

Рассчитан на продолжительные, хотя бы от недели исследования, в результате которого можно будет зарегистрировать прирост по массе. Этот метод основан на балансовом способе изучения растений, поскольку учитывают конечные и начальные показатели. В данном случае метод применим для периода вегетации, и растения при этом могут выращиваться в любых условиях без учета чего-либо в период эксперимента.

Разница масс включает в себя приход ассимилянтов за минусом любых расходов на дыхание и т.д. Метод неттоассимиляции не хуже бруттоассимиляции и они дополнять друг друга, поскольку метод неттоассимиляции используется для длительных периодов, следовательно, можно использовать тот метод, который лучше подходит для сдачи эксперимента.

Конечно, для измерения фотосинтеза за вегетацию необходим метод ассимиляции.

Расчет чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ)

Этот показатель показывает сколько грамм сухой массы синтезировано в расчете на единицу поверхности хвои или S листа в день.

Определение S листьев.

Производится после обрывания их с растения и некоторых лабораторных измерений.

Sсосн.хв = Д * L

Коэффициент веса единицы поверхности

К = S100 хв \ m100хв ~ 100см²\гр;

Лиственные:

К = S100 выс \ m100выс ~ 60см²\гр;

Фотосинтетический потенциал:

ФП=( Sк + Sн )\2*Т; (м^{2 *}день)

Sк, Sн -поверхность листа конечная, начальная;

Т-время.

ЧПФ=∆ Р\ФП; гр\м²*день;

Масса сухого растения

∆ Р=Р_кон- Р_нач

Прирост абсолютно сухой массы - абсолютная величина. ( гр.)

Физиологами введен относительный показатель продуктивности, который слабо варьирует.

БП ( биологическая продуктивность) – это относительный показатель, который мало варьирует и характеризует темп роста, позволяет лучше отличать друг от друга сравниваемые варианты.

Изучение минерального питания ранее проводилось как расчет выноса элементов питания растением или целым га., т.е. речь шла о концентрации элементов тканей.

До сих пор некоторые исследователи корней не подразделяют их на физиологически активные и проводящие с приемлемой достоверностью, поскольку полвека назад один исследователь условно принял за активные корни все корни, тоньше с потолка взятой величины. Примерно 1-2 мм.

На самом же деле активными являются все последние порядки ветвления, в т.ч. ростовые корни. Реальный диаметр активного корня составляет десятые доли мм, при этом проводящий корень, следующий за ним может быть даже тоньше из-за замены первичной поглощающей коры на вторичную. Для расчета поверхности корней необходимо руководствоваться закономерностями, которые показывают, что в пределах всей корневой системы можно выделить элементарные участки (пряди), отходящие от скелетных корней более тонких проводящих.

В пределах растения все корневые пряди имеют сходное строение, поэтому с варианта достаточно 10 прядей со всех растений варианты и масса самих прядей.

Поверхность активных корней считается по площади боковой поверхности цилиндра. Входными данными является длина активного корня ( всех), т.е. сумма почек роста и средний диаметр активного корня из 10 любых, суммарная длина проводящих корней и сухая масса прядей.

Удельная активная поверхность корневой системы УАПКС; (см²\м общ)

∑ Lобщ = ∑ L_а+ L_пр.

Число метров общих корней

М\Г= общL\2сух. Пряди

Площадь корней S_корн.= УАПКС + М/Г * М = см²

Корневой потенциал

КП=Sкон\2*Т; м²\сутки

КП=(S₂+S₁)\2*Т Т- время( сутки)

Минеральная продуктивность:

МП=С*∆ Р\КП- общий случай

Точнее МП=С₂*Р₂- С₁*Р_1;м²\сутки

С-концентрация

МП - обозначает сколько мг конкретного элемента поглощается единицей активной поверхности корней в сутки. Концентрацию находят, анализируя сухую массу по общепринятым методам.

⇐ Предыдущая 1 234 5 Следующая ⇒