Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2024
Идентификатор DOI: 10.15372/SJFS20240410
Ключевые слова: photosynthesis, chloroplast, photonic crystal, electron microscopy, fluorescence spectroscopy, numerical modeling, фотосинтез, хлоропласт, фотонный кристалл, электронная микроскопия, флуоресцентная спектроскопия, численное моделирование
Аннотация: Растения в процессе жизненного цикла получают питательные вещества из почвы и удобрений, поглощающихся их корнями. Высшие растения обладают дополнительным способом поглощения питательных веществ при опрыскивании их листьев раствором определенной концентрации. Количество удобрений, вносимых в почву, определяется на основе анализа ееПоказать полностьюсостава. Для внекорневой подкормки такого жесткого критерия нет, поскольку свойства листьев зависят не только от вида растений, но и от условий, в которых они произрастали. В настоящей работе впервые предложен способ оптимальных концентраций внекорневых подкормок исходя из строения и оптических свойств листа растения. В ОПХ «Курагинское» в 2023 г. был заложен полевой опыт по внекорневой подкормке сорта яровой мягкой пшеницы ( Triticum L.) Новосибирская 31. Изучали четыре варианта: 1) контроль; 2) одна подкормка в фазу кущения; 3) две подкормки: в фазу кущения и выхода трубку; 4) три подкормки: фаза кущения, выхода трубку, начало колошения. На основе ряда электронных микрофотографий проведена оценка стандартного отклонения размеров тилакоидов в качестве установления меры упорядочения. На основе моделей одномерных фотонных кристаллов были рассчитаны графики плотности фотонных состояний. Из анализа полученных флуоресцентных спектров флаговых листьев видны изменения в интенсивности и ширинах линий спектра. При сравнении контуров пика, соответствующего фотосистеме (ФС) II, наблюдается различие полуширин, что, в свою очередь, свидетельствует о более активной перекачке энергии в случае с подкормками. По приведенным в работе методам был рассчитан близкий к единице коэффициент корреляции, что свидетельствует о высокой связи данных параметров. По итогам работы установлено, что основным механизмом увеличения урожайности при внесении подкормок является более эффективный перенос энергии из ФС II в ФС I. Throughout its life cycle a plant receives nutrients from the soil and fertilizers that are introduced into it and then absorbed by the roots. Higher plants have an additional ability to absorb nutrients when their leaves are sprayed with a solution of a certain concentration. The amount of fertilizers applied to the soil must be determined in accordance with the analysis of its composition. However, it’s not obligatory when we apply foliar fertilization method, since the properties of the leaves depend not only on the type of plant, but also on the conditions in which it grew. This study for the first time introduces a method for determining optimal concentrations of foliar fertilization based on the structure and optical properties of the plant leaf. In 2023, Kuraginskoe production farm was chosen as a site of a field experience aimed at studying foliar fertilization of Novosibirskaya 31 spring soft wheat ( Triticum L.). The experiment was conducted in 4 ways: 1) control; 2) one-time foliar fertilizing in the tillering phase; 3) two times foliar fertilizing: in tillering and shooting phase; 4) triple fertilizing: in tillering phase, the shooting, and the beginning of earing. We used electron microscopy pictures to assess the standard deviation of thylakoids size as a degree of ordering. Based on models of one-dimensional photonic crystals, graphs of the density of photonic states were calculated. From the analysis of the obtained fluorescent spectra of the flag leaves, changes in the intensity and width of the spectrum lines are visible. Comparison of contours of the peak corresponding to photosystem (PS) II shows a difference in half-widths, which indicates a more active pumping of energy in a plant treated with triple fertilizing. The methods used in the study let us calculate a correlation coefficient equal almost to 1, which means strong link of these parameters. The study has shown that the main mechanism for increasing crop yield when applying foliar fertilizing is a more efficient transfer of energy from PS II to PS I.
Журнал: Сибирский лесной журнал
Выпуск журнала: № 4
Номера страниц: 107-115
ISSN журнала: 23111410
Место издания: Красноярск
Издатель: Красноярский научный центр СО РАН