ПРИМЕНЕНИЕ ЭКСПРЕСС-ДИАГНОСТИКИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОСЕВОВ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

THE USE OF RAPID DIAGNOSTICS OF THE PHYSIOLOGICAL STATE OF GRAIN CROPS

Romanova Glafira Aleksandrovna

Student, Department of Chemistry, Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy,

Russia, Moscow

Kulikova Kira Andreevna

Student, Department of Chemistry, Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy,

Russia, Moscow

Dmitrevskaya Polina Andreevna

Student, Department of Chemistry, Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy,

Russia, Moscow

Zharkikh Olga Andreevna

Scientific supervisor, candidate of Sciences in Biologicals, associate professor, Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

В работе рассмотрено применение портативного измерителя хлорофилла atLEAF CHL PLUS для экспресс-диагностики физиологического состояния посевов яровой пшеницы сорта Эстер и ярового ячменя сорта Владимир. Установлено, что двукратная некорневая обработка регулятором роста Циркон (40 мл/га) и его комбинацией с препаратом Цитовит (1 л/га) существенно повышает содержание хлорофилла в листьях в фазы кущения и выхода в трубку. При этом комбинированная обработка обеспечила максимальный прирост содержания пигментов и урожайности зерна, что подтверждает информативность оптического показателя как предиктора продуктивности. Полученные данные свидетельствуют о высокой оперативности и практической пригодности метода оптической диагностики для фотосинтетической активности зерновых культур.

ABSTRACT

The paper examines the use of the portable chlorophyll meter atLEAF CHL PLUS for rapid diagnostics of the physiological state of spring wheat crops of the Esther variety and spring barley crops of the Vladimir variety. It has been established that two-time foliar treatment with the growth regulator Zircon (40 ml/ha) and its combination with the Tsitovit preparation (1 l/ha) significantly increases the chlorophyll content in the leaves during the tillering and stem elongation phases. At the same time, the combined treatment provided the maximum increase in pigment content and grain yield, which confirms the informativeness of the optical indicator as a predictor of productivity. The data obtained indicate the high efficiency and practical applicability of the optical diagnostic method for the photosynthetic activity of grain crops.

Ключевые слова: хлорофилл; фотосинтетическая активность; atLEAF CHL PLUS; пшеница; ячмень.

Keywords: chlorophyll; photosynthetic activity; atLEAF CHL PLUS; wheat; barley.

Фотосинтетическая активность посевов зерновых культур — ключевой физиологический фактор формирования урожая, а хлорофилл, как центральный пигмент фотосинтетического аппарата, служит интегральным индикатором азотного питания и общего состояния растений. От 50 до 70 % общего азота листа сосредоточено в хлоропластах, поэтому содержание хлорофилла надёжно отражает обеспеченность растений азотом: при его дефиците происходит деградация хлорофилл-белковых комплексов и развивается хлороз, тогда как оптимальное питание поддерживает высокую пигментную плотность и интенсивность фотосинтеза [1]. Регуляторы роста и препараты, содержащие макро- и микроэлементы в доступной для растений форме, рассматриваются как перспективный агротехнологический инструмент оптимизации физиолого-биохимических параметров культур, однако синергетический эффект их совместного применения на пигментный комплекс и продуктивность изучен недостаточно [2].

Традиционные спектрофотометрические методы определения хлорофилла разрушают растительный материал и трудоёмки, что стимулировало развитие неинвазивных оптических приборов. Портативный измеритель atLEAF CHL PLUS (FT Green LLC) определяет относительное содержание хлорофилла по разнице пропускания листом света в красной (около 660 нм) и ближней инфракрасной (около 940 нм) областях спектра; двухволновой принцип компенсирует влияние толщины листа и содержания воды. Результат выдаётся в течение двух секунд в единицах atLEAF и может быть пересчитан в единицы SPAD и мг/см²; площадь измерительного окна — около 1,1 см², прибор автономен, весит около 150 г и хранит до 30 измерений, что удобно для полевых обследований [3, 4]. Корреляция показаний atLEAF с классическим методом Арнона обычно превышает 0,85, а согласованность с хлорофиллометром SPAD-502 также высока; ограничением метода служит отсутствие дифференциации хлорофиллов a и b и влияние сопутствующих пигментов на точность измерений у отдельных видов [5]. Метод широко применяется для мониторинга азотного статуса посевов, изучения динамики пигментного комплекса в онтогенезе, оценки стрессоустойчивости растений и скрининга генотипов в селекции благодаря высокой скорости и неразрушающему характеру измерений [6, 2].

Полевой опыт проведен на Полевой опытной станции РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (Московская область, нечерноземная зона). Объектами исследований служили яровая мягкая пшеница сорта Эстер и яровой ячмень сорта Владимир. Схема опыта включала три варианта: 1) контроль (без обработки); 2) Циркон (40 мл/га); 3) Циркон (40 мл/га) + Цитовит (1 л/га). Обработки проводили двукратно – в фазы кущения и выхода в трубку.

Измерения относительного содержания хлорофилла осуществляли портативным измерителем atLEAF CHL PLUS (FT Green LLC) через пять дней после каждой обработки. На каждой делянке отбирали по 30 листьев случайным образом, измерения выполняли в средней части листовой пластинки. Прибор выдавал результаты в единицах atLEAF, SPAD и мг/см². Данные обрабатывали методами корреляционного и дисперсионного анализа в программе MS Excel.

Некорневая обработка растений оказала статистически значимое влияние на содержание хлорофилла и урожайность зерна. В фазу кущения применение Циркона на посевах мягкой яровой пшеницы сорт Эстер повысило содержание хлорофилла на 15,6 % относительно контроля, а совместное применение Циркона и Цитовита на 33,7 % (НСР₀₅ = 0,0011 мг/см²). К фазе выхода в трубку прибавки составили 13,5 % и 38,9 % соответственно, что подтверждает синергизм регулятора роста и микроэлементного питания в синтезе хлорофилла.

Корреляционно-регрессионный анализ выявил тесную связь содержания хлорофилла с урожайностью зерна: в фазу кущения y = 1276,7x + 1,539 (R² = 0,88), в фазу выхода в трубку y = 787,3x + 7,68 (R² = 0,79).

Схожая тенденция наблюдалась и на посевах ярового ячменя сорт Владимир. Так В фазу кущения применение Циркона повысило содержание хлорофилла на 15,1 % относительно контроля, а совместное применение Циркона и Цитовита на 32,4 % (НСР₀₅ = 0,0012 мг/см²). К фазе выхода в трубку прибавки составили 12,8 % и 36,7 % соответственно. Проведённый корреляционно-регрессионный анализ также показал тесную связь содержания хлорофилла с урожайностью зерна ярового ячменя: коэффициенты детерминации составили в фазу кущения составил 0,877, а в фазу 0,845. Высокие значения R² подтверждают прогностическую ценность измерений содержания хлорофилла для оценки потенциальной продуктивности зерновых культур.

Таким образом, портативный измеритель atLEAF CHL PLUS подтвердил свою эффективность как инструмент экспресс-диагностики физиологического состояния посевов зерновых культур. Некорневая обработка яровой пшеницы сорта Эстер и ярового ячменя сорт Владимир регулятором роста Циркон и его сочетанием с Цитовитом статистически значимо повышала содержание хлорофилла и урожайность зерна относительно контрольных вариантов. При этом наибольший эффект обеспечило совместное применение препаратов. Тесная корреляция между показаниями прибора и урожайностью подтверждает пригодность оптической трансмиссионной диагностики для оперативного неразрушающего мониторинга азотного и фотосинтетического статуса посевов.

Список литературы:

1. Сисько А.Ф., Ботвич И.Ю., Письман Т.И., Шевырногов А.П. Оценка содержания хлорофилла и урожайности зерновых культур по хлорофильному потенциалу // Биофизика. – 2017. – Т. 62, № 3. – С. 565⁠–⁠569.
2. Трубников Ю.Н., Шпедт А.А., Соломенникова Ю.Н. Фотометрическая экспресс-диагностика азотного питания растений // Вестник КрасГАУ. – 2023. – № 11. – С. 165⁠–⁠172.
3. Хлорофиллометр atLEAF CHL PLUS [Электронный ресурс]. – URL: https://www.atleaf.com/atLEAF_CHL_PLUS (дата обращения: 14.07.2026).
4. Шитикова А.В., Мазиров М.А., Баженова С.С. Абиала Адевале Аурель. Применение измерителя aTLEAF CHL METER для оперативного определения содержания хлорофилла в листьях картофеля разных экоморфотипов // Владимирский земледелец. – 2021. – № 3.
5. Brown L., Williams O., Dash J. Calibration and characterisation of four chlorophyll meters and transmittance spectroscopy for non-destructive estimation of forest leaf chlorophyll concentration // Agricultural and Forest Meteorology. – 2022. – Т. 323.
6. Воршева А.В. Управление азотным питанием квиноа с использованием портативного прибора atleaf CHL PLUS // Материалы Международной научной конференции молодых учёных и специалистов, посвящённой 180-летию со дня рождения К.А. Тимирязева. – 2023. – С. 207⁠–⁠212.