Регистрация параметров культуры - путь к управлению растениями

[Гость admin]

«Регистрация параметров культуры» - путь к управлению растениями.

Данный материал подготовлен совместно

со специалистами ГУП Тепличное, г. Саранск:

Водогреева М.А. главный агроном,

Сапунова А. агроном агрохимик,

Истляев П.Н. начальник цеха

В настоящей статье на реальном примере, рассмотрены основные принципы «регистрации растений» томата, приведены примеры анализа и интерпретации полученных данных, реакция культуры на применяемые меры и их влияние на урожайность.

Следует отметить, что в данном случае программа - «регистрация культуры» проводилась в сокращённом виде. Некоторые ограничения были связаны с недостатком исходных данных, например, не производился учёт и анализ энергетической составляющей (расходы газа и электроэнергии на единицу продукции и т. д.) и большей части параметров наружного климата. В следующем сезоне – 2006-2007г.г. количество используемых параметров будет увеличено, что, в свою очередь, даст больше возможностей для специалистов хозяйства и позволит управлять не только ростом и развитием культуры томата, но и экономической эффективностью производства.

Мы надеемся, что в ближайшем будущем, подобные программы будут более широко и полно использоваться Российскими овощеводами, так как необходимость использования подобных методов контроля  доказана на практике большинства зарубежных предприятий и имеет высокую эффективность при производстве овощных и цветочных культур в защищённом грунте по всему миру.

Данные регистрируемой культуры:

Предприятие – ГУП Тепличное, г. Саранск

Томат  - «Бомакс»  De Rujter Seeds

Площадь – 2 га.

Тип теплиц – блочные с пролётом 9.6м высотой 4м, Российского производства.

Субстрат Grodan Master

Плотность посадки 2,5 шт\м², с последующим увеличением до 3,75 шт\м² (дополнительный побег)

Дата посадки на постоянное место (рядом с отверстием на мате)- 10 января 2006г

Дата ликвидации –10 ноября 2006г.

Регистрируемые параметры:

Как уже было отмечено выше, в данной статье приведены менее половины регистрируемых параметров.  

 

Неделя №	Расстояние до кисти
Суммарная радиация	Прирост за неделю - см
Среднедневная t	Диаметр верх. стебля - мм
Средненочная t	Кол-во листьев
Среднесуточная t	Длина листа - см
Концентрация СО2 - рр m	Цветущая кисть - индекс
Полив л/м2	Опылённая кисть - индекс
Дренаж %	Убираемая кисть - индекс
Ес поливного раствора	Число плодов
рН поливного раствора	Ур-ть н\с за неделю - кг/м2
ЕС мата	Ур-ть ст. за неделю - кг/м2
рН мата	Средняя масса плода - гр.

 

Измерения проводились один раз в неделю на ограниченном количестве растений. Растения выделяются из общей  массы, помечаются цветным шпагатом и этикетками с указанием цифровых данных, например, номера кисти, даты сбора и т. п. Измеряются одни и те же растения в течение всего сезона, если отпускается дополнительный стебель, то количество регистрируемых растений соответственно увеличивается.

В программе используются, как общие данные по всей теплице, так и средние значения измерений индивидуальных растений. Количество измеряемых растений должно быть достаточным для получения репрезентативных данных.

В общем, все регистрируемые данные могут быть разделены на несколько групп:

• Измерение растений
• Наружный климат
• Внутренний климат
• Ирригация
• Урожай

На рисунках 1-4 приведены примеры способов снятия показателей по культуре томата .

Рис 1. Прирост за неделю

Рис 2.  Диаметр стебля

Рис 3. Длина листа

Рис 4.  Определение индекса завязавшейся кисти.

Далее параметры заносятся в таблицы на специализированном, русскоязычном сайте Grodan , делается это, также один раз в неделю. При приобретении специалистами хозяйства начальных навыков, все работы занимают у одного специалиста не более 2-4 часов в неделю.

Данные обрабатываются компьютером и становятся доступными, как в графическом, схемы и графики, так и в табличном виде. Доступ (пароль) к просмотру информации имеют только агрономы хозяйства и специалисты фирмы Grodan . По согласованию с хозяйством, доступ может быть предоставлен и коллегам из других предприятий, в этом случае можно производить сравнительный анализ урожайности, состояния растений и т.д.

 

Примеры анализа и интерпретации полученных данных:

Данная программа позволяет представлять в графическом виде и анализировать достаточно большое количество показателей, вот некоторые из них:

 

Продуктивность растений: недельный и суммарный урожай. (рис. 5-6)   

 Сопоставляя собранный урожай с другими показателями микроклимата или состояния растений, можно наглядно видеть какие события в прошлом оказывали то или иное влияние на продуктивность растений. Конечно, растения томата, как живой организм, реагируют на огромное количество факторов, поэтому для того, что бы определить причину тех или иных изменений иногда приходится принимать во внимание сразу несколько факторов.

 

Данный «провал» (см. рис. 5) в сборах, возможно, был вызван комбинацией следующих причин: Если взглянуть на 7-8 недель назад, то можно заметить низкие показатели скорости цветения (рис 8, область 1), которые в свою очередь возможно были вызваны стрессом от резкого снижения количества листьев на растениях  (12-15 недели, на рис 9). Всё это усугублялось низкими уровнями суммарной, солнечной радиации на 12-15 неделях. (рис 1 - область1).

Отслеживание подобных закономерностей и их анализ даёт производителю возможность планировать поступление продукции для реализации, строить более грамотную ценовую политику и  стабильные взаимоотношения с покупателем. А главное не повторять ошибок.  Именно это, т.е. обучение местных специалистов лучшему пониманию поведения и реакции растений, управлению ими  и предотвращение повторения ошибок в будущем и является основной целью данной системы.

В этом же примере видно, что большое количество листьев на растении и резкое снижение их количества было и позже (например, на 16 неделе). Это также привело к некоторому замедлению скорости цветения, но не привело к серьёзным проблемам с урожайностью, так как количество солнечной радиации сильно возросло, что поддержало скорость роста и налива плодов на достаточном уровне. Позже, в период 31-34  недель эффект был так же негативен как и ранней весной (рис. 8 область 2), что не замедлило отразиться на урожайности на 40-41 неделях.

 

 

 

Рис 5. Общая и недельная урожайность

 

Приведённые выводы не претендуют на истину, это всего лишь пример, как может рассуждать специалист. Можно не соглашаться с данными выводами, можно пытаться найти другие причины, но такой процесс поиска и обсуждения и есть тот путь, который даст в результате понимание происходящих процессов и поможет агроному поднять профессиональный уровень.

 

Рис 6. Урожайность за неделю

 

 

 

Рис 7. Сумма солнечной радиации  Дж\см²          

 

 

 

Рис 8. Скорость цветения

 

Количество листьев на   м²  

О количестве листьев стоит поговорить подробнее. На приведённом ниже рисунке видно, что количество листьев было достаточно высоким, около 67 шт\м², на протяжении всего летнего периода. С одной стороны, это обеспечивало хороший микроклимат в теплице, что было важно для жарких условий лета 2006 года, но с ругой стороны это было следствием неправильного выбора конечной плотности культуры. Было оставлено слишком много дополнительных стеблей, средняя масса плода была немного ниже характерной для данного гибрида. Соотношение вегетативных и генеративных частей растения было не лучшим, нагрузка на единицу площади меньше чем должна была быть, урожай ниже, трудовых затрат больше. На осенний период выращивания количество листьев было резко снижено до 50-55 шт\м² .

 

    

 

Рис 9 Количество листьев на м²  

Специалисты хозяйства наглядно видели результат принятого решения и уже в следующем сезоне внесут соответствующие изменения в план ухода за культурой и её формирования. Это должно существенно сократить трудовые затраты на уход за культурой, увеличить среднюю массу плодов, продуктивность растений и т. д.

 

Скорости цветения и завязывания.

Данный показатель характеризует скорость и постоянство развития растений, качество опыления, правильность ухода за культурой. При стабильной скорости цветения, и соответствующей скорости завязывания, растения не испытывают «перегрузок» и периодов «холостой работы», это всегда обеспечивает более высокий урожай с лучшим качеством плодов.

Мониторинг этих показателей также трудно  недооценить, он происходит в «реальном времени» и даёт специалистам хозяйства возможность быстро отреагировать и изменить ситуацию в лучшую сторону.

Что немаловажно, стабильность этих показателей очень сильно зависит от условий микроклимата в теплице, часто, что бы найти причины той или иной проблемы необходимо проанализировать, например, изменение влажности воздуха в теплице, работу фрамуг и системы отопления, стратегию работы труб нижнего контура и некоторые другие параметры.

В данном хозяйстве средние скорости цветения и завязывания находились между 1 и 0,7 и в среднем составили около 0,83. На основе этих данных можно строить прогноз урожайности во время вегетационного периода. Например: скорость цветения в период с 11 по 21 неделю была около 0,87, практически это означает, что за этот период образовано порядка 8,7 кисти. Среднее количество плодов в кисти было около 4.5, средняя масса плода около 140 гр., можно легко прогнозировать, что в период с 18 по 28 неделю будет собрано около 20,5 кг\м². (Для этого необходимо перемножить количество кистей -8,7 на среднее количество плодов в кисти-4,5, на их средний вес -140рг и на плотность растений -3,75 шт\м²). Проверить правильность прогноза очень легко, достаточно просчитать, сколько реально было собрано.

По данным из графика (см. рис 5) за указанный период было собрано 21 кг\м². Конечно, такие расчеты примерны, но всё же, они могут обеспечить специалистов предприятия информацией с достаточной достоверностью.

 

 

 

Рис 10. Соотношение скоростей цветения и завязывания.

  Соотношение нагрузки на растение и солнечной радиации.   

 

 

Рис 11. Соотношение нагрузки на растение и суммы солнечной радиации

 

Всем известно, что растение использует энергию света для производства органического материала. Томаты не исключение, поэтому оптимально иметь параллельный рост нагрузки на растение с ростом суммы солнечной радиации. В сезоне 2006 г это правило не было соблюдено в начале выращивания. На неделях 10-17 видно отчётливое несоответствие, нагрузка на растение росла намного быстрее улучшения световых условий. И снова отметим, это только один из большого числа аспектов выращивания, которые будут приняты во внимание и скорректированы специалистами хозяйства уже в следующем сезоне выращивания.  

Схема баланса культуры.   

Использование программы регистрации растений ориентировано главным образом на оценку состояния культуры и реагирование в том или ином направлении, когда растения выходят из оптимального, сбалансированного состояния. Всё это зависит от времени года, погодных условий, выращиваемого гибрида, фазы развития растений, а так же от задачи, которую ставит перед собой агроном.  

Схема баланса культуры один из основных информационных ресурсов, который позволяет быть в курсе направления развития культуры.

Например, на рис. 12 представлена схема состояния растений в конце июля, начале августа 2006 г. Выделенным кругом обозначена область оптимального (для данных климатических условий и фазы развития) состояния, т.е. то к чему надо стремиться в ближайшее время.

После периода с очень солнечной и жаркой погодой (см. рис. 7 и 13), когда невозможно было получить желаемую среднесуточную температуру, растения сильно сместились в сторону «слабых» и «генеративных» (на 30 неделе). В дополнение к этому, сильное влияние оказало и то, что на 29 неделю пришёлся пик сборов, и нагрузка на растение была достаточно высока (см. рис. 11, 14 и 6)

Затем, появилась возможность снизить среднесуточную температуру, но кроме этого на 30 неделе, производителем были приняты и другие необходимые меры в частности изменены параметры орошения (Ес питательного раствора, норма полива и его размер, соотношение мл\Дж\см²). В результате растения сместились ближе к области оптимального баланса.

 

     

Рис 12. Схема баланса растений

 

При наличии подобной информации в «реальном времени» можно изменять сразу несколько факторов, следить за реакцией культуры на эти изменения и не применять «экстренных», сильных воздействий на культуру. Более сдержанное, плавное изменение параметров роста, как правило, лучше влияет на растение и менее рискованно в случае принятия ошибочных решений.

 

 

 

Рис 13   - Среднесуточные температуры

 

   Рис 14. Нагрузка на растение шт\м²

 

На рисунке 15 отображено изменение баланса растения в весенний период в течение шести недель.

На первом рисунке видно, что в течение трёх недель (точки 1-3) растения становились всё более мощными и вегетативными (после первых больших сборов снизилась нагрузка на растение, а также из-за пониженных уровней Ес в субстрате). После анализа и обсуждения данной ситуации со специалистами хозяйства, были определены необходимые меры для исправления данной ситуации. В частности, в этом конкретном случае, была увеличена среднесуточная температура, на 0,5^оС и концентрация рабочего раствора и раствора в субстрате на 0,3-0,5мСм\см. В результате растение резко сместилось в область оптимального баланса (точка 4).

Далее, на двух следующих схемах видно, что растения продолжили двигаться в направлении более «слабого» и генеративного состояния. В этот период погодные условия резко изменились (рис 7- область 2), но производитель, имея в своих руках реальную картину поведения культуры, внёс 

коррективы, как в установки управления микроклиматом, так и в поливные режимы. Среднесуточные температуры удерживались на уровне 19,2 – 19,3 ^о С. Увеличен выход дренажа с 22-25% до 28-30% , увеличена частота поливов, уменьшены дозы полива с 130-140 мл до 100-120 мл, повышена влажность субстрата. Концентрация поливного раствора снижена не была, так как растения имели бурный вегетативный рост, и нагрузка плодами была достаточно высока (см рис 14), что требовало наличия достаточного количества питательных веществ.

Все принятые меры привели к тому, что в критический период резкой смены погоды и фаз развития растений культура оставалась близкой к идеальному балансу (точки 5-6 на рис 15) и в последующие недели.

 

     

 

Рис 15. Графики баланса растений

 

Баланс растений – комплексное понятие, влияние на которое оказывают несколько различных  показателей состояния культуры. Иногда, действие температурного режима или солнечной радиации вызывает быструю реакцию, которую сразу видно по верхней части растения. Кратковременность и ограниченность такого эффекта требует учёта других показателей для принятия решений по изменению стратегий полива и климата. В противном случае, растение будет ошибочно направлено в ту или иную сторону и будет надолго выведено из баланса. Одним из таких, вспомогательных показателей служит размер листа.

Например: на 31 – 32 неделях растения были достаточно слабыми и генеративными (рис 12), но в то же время показывали явную тенденцию увеличения размера листа (рис 16) .

Более обширный учёт всех параметров, позволил принять правильное решение и не продолжать применять жёсткие меры направленные на получение вегетативного эффекта. Это не позволило «загнать» растения в вегетативное состояние, что в этот период сезона чревато осложнениями с болезнями (например, Ботритис).

 

Рис 16.  Длина листа.

 

Анализ стратегии поливов.

В существующем виде программа не направлена на работу с показателями водного режима культуры, но она предоставляет технические возможности строить графики тех или иных показателей климата, водного режима и др.

 

  

Рисунок 16. Водопотребление в период с 25 по 40 недели.

Водопотребление один из основных параметров иллюстрирующих активность работы растения, он напрямую связан с продуктивностью культуры. Отслеживание этого параметра и его сопоставление с состоянием культуры, условиями микро и макроклимата даёт агроному ценные данные, которые можно использовать на практике для оптимизации поливного режима.

При анализе периода с 25 по 40 неделю можно установить, что водопотребление культуры находилось в основном в передах от 2 до 2,5 мл/Дж. Соответственно в следующем сезоне агроном будет иметь основу для анализа и более быстрого реагирования на возможные отклонения. Если обратить внимание на 25 неделю, то можно увидеть что водопотребление было гораздо меньше нормального для данной культуры. Обратившись к другим графикам можно понять, что было причиной: сильно генеративные растения, пик нагрузки и сборов плодов, высокая солнечная радиация и среднесуточные температуры – всё это сказалось на состоянии корневой системы растения и, как следствие на водопотреблении.

Предпринятые меры позволили быстро исправить ситуацию, что хорошо видно на графике.

Приведённые выше графики могут использоваться для контроля активности культуры в следующем сезоне, а так же для точных установок в оросительном компьютере при поливе от солнечной радиации.

 

График хода ЕС поливной воды и раствора в субстрате, также позволяет специалистам предприятия определить, как реагирует гибрид на те или иные произведённые изменения. Сопоставляя данные с климатическими условиями можно предупредить развитие той или иной нежелательной ситуации в будущем.

 

Рис 17. ЕС на поливе и в субстрате.

 

Заключение

В заключение хотелось бы заметить, что в нашей стране есть уже большой ряд предприятий имеющих в своём распоряжении современные культивационные сооружения. Урожайность в 50 кг\м² и более, не является чем то недоступным. Но, как показывает практика защищённого грунта по всему миру, это далеко не предел, даже учитывая наши климатические условия.

Современная экономическая ситуация диктует производителям необходимость принятия срочных мер по модернизации своих предприятий. Имея старые, низкие теплицы, с плохим энергосбережением, отсутствием регулирования микроклимата, низкими урожайностями, но высокими ценами на газ и электроэнергию, растущими требованиями к зарплате, ни одно предприятие не имеет шанса выжить и развиваться.

Но, именно тогда, когда урожайности и так высоки, возникает потребность в таких методах контроля и управления культурой как «Регистрация растений», именно после урожайности в 45-55кг\м² каждый дополнительный килограмм даётся очень трудно.

Путь повышения урожайности отнюдь не единственный, возможный способ иметь рентабельное предприятие, и конечно, можно получать прибыль и без рекордных цифр. Но сама по себе описанная выше методика не подразумевает ориентир только на повышение урожайности. Возможности подобных путей контроля лежат и в области энергосбережения, повышения качества продукции, снижения трудозатрат и во многих других областях не связанных напрямую с урожайностью.

Опыт, приобретённый специалистами предприятия, в котором опробовался данный метод, позволил им не только в очередной раз немного прибавить в урожайности, но что, по общему мнению, гораздо более важно, найти очень много слабых мест в применяемой технологии, многому научиться у самих себя.

Многое будет исправлено в следующем сезоне, многое только предстоит проанализировать и понять, но специалисты и руководство тепличного комбината имеют инструмент для этого и могут быть более уверены в своём завтрашнем дне.

Алексей Куренин

[Grower1]

Интересный какой материал, а я только сейчас заметил/нашел  :)

 

Теперь читать, вникать и вникать. Пытаясь разобраться и найти корреляции/закономерность (последнее самое сложное в любой отрасли деятельности :))

Изменено 10 ноября, 2015 пользователем Grower1

[BKB]

По рекомендации модераторов, помещаю дополнительные материалы по регистрации параметров состояния культуры томата. В архиве полный вариант вышеразмещённой статьи в PDF, выдержка из "Тепличного практикума" (2011 г.), оригинальные голландские списки регистрируемых параметров по томату и огурцу. 

В просторечии, ручную регистрацию параметров культуры огурца/томата нередко называют фитомониторингом, что неверно. Напоминаю, что "фитомониторинг" – это информация в автоматическом режиме с датчиков фитомониторов израильского [http://greentalk.ru/topic/2518/] или молдавского производства [http://phyto-sensor.com/PTM-48A.ru]. Также, "биометрия" – это совсем не обмер параметров растений, а применение методов математической статистики к данным биологических экспериментов (опытов, измерений).

Регистрация параметров культуры.zip

[alandareva_lyudmila]

Автоматические фитомониторы не дают полной картины развития растений. Большинство комбинатов их не имеют, по крайней мере на тех, где я работаю. Надеяться на то, что это чудо техники - панацея, которая все расскажет и подскажет - не стоит! Чтобы понимать растение , правильно вести технологию и получать хорошие результаты - необходимо вести таблицу фенологических наблюдений за растениями. У каждого агронома она может быть разной. Но эта таблица должна отображать, как меняется растение на протяжении недели. Ведь агроном делает модель растения на протяжении всей его жизни: от посадки до ликвидации: вначале крепкими и сильными, а потом генеративными, с высокой отдачей урожая. И чтобы вовремя усмотреть отклонение в развитии - нужна фенологическая таблица. Тех данных, которые дает фитомониторинг - не достаточно для агронома. Поэтому, в нашу фенологическую таблицу, которая состоит из 30 пунктов (19п. - заполняются ежедневно с компьютера, данные за семь дней суммируются и вычисляются средние  показатели за неделю.  11пунктов: замеры агрономами, один раз в неделю, в один и тот же день). По фенологическим замерам мы оцениваем растение, а по компьютерным данным мы даем оценку факторам, которые привели наши растения в такое состояние.

[Grower1]

При всем уважении к Вам, отмечу, что обмеры агрономами и вообще специально обученными людьми это "человеческий фактор", а стало быть "узкое/тонкое место" во всей технологии.

Ни сколько не умаляю Ваших достижений по наладке и эффективности системы наблюдений и их анализу.

А "панацеи" не существует в принципе. Бывают лишь инструменты, которые могут или не могут быть полезны в тех или иных обстоятельствах. И да: многие "инструменты" бывают довольно "сырыми" и необходимы определенные "видение" и "воля" чтобы уметь распознать их потенциал и реализовать его на практике.  

Изменено 15 января, 2018 пользователем Grower1

[BKB]

11 час назад, alandareva_lyudmila сказал:

Поэтому, в нашу фенологическую таблицу, которая состоит из 30 пунктов...

Людмила Ивановна, а можно образец Вашей фенологической таблицы увидеть?

[alandareva_lyudmila]

Напишите Ваш E-mail, я Вам перешлю таблицы по томатам и огурцам 

[Марите]

Так остальным тоже интересно, мне, например! :)

[Андрей Викторович Пучков]

Людмила Ивановна, если кликнуть аватар участника форума, появится возможность отправки сообщения. Мне тоже интересно посмотреть таблицы, если возможно...

[Ekaterina N]

Людмила Ивановна, и мне, если можно

[BKB]

1 час назад, Андрей Викторович Пучков сказал:

... если кликнуть аватар участника форума, появится возможность отправки сообщения.

К личной переписке файлы прикрепить нельзя! Но можно (нужно) через профиль отправить личное сообщение участника с рабочим E-mail!

[alandareva_lyudmila]

таблица регистрации параметров.doc

48неделя 1 уч.xlsx

Первая таблица для томатов, вторая (48 неделя) по огурцам. Эти таблицы я сделала , лично по своему, представлению о растениях, - по факторам, которые указывают на их развитие. Меня они устраивают, т.к. находясь на удалении, я вижу состояние растений. Технолог, таблицу должен делать так, чтобы он видел растения.

Повторюсь: таблица состоит с двух частей - фенологические замеры (с 20 пункта) и режимы выращивания, которые повлияли на такое состояние растений. Имея такие данные, делаем  модель растений на следующую неделю. Агрономы, которые ведут  такие таблицы годами, быстро и легко умеют направить развитие растений в нужном направлении.

  Бригадиры на замеры тратят 2 часа времени в неделю и по 10 минут ежедневно, снимая данные с компьютера.

Изменено 17 января, 2018 пользователем BKB
Объединение двух сообщений.

[Марите]

Людмила Ивановна! Большое спасибо за предоставленную информацию!

[Редактор]

О том, насколько важен мониторинг состояния растений, знают все. Но сам процесс такого анализа требует специальных знаний, оборудования и финансов. Однако, уже в ближайшем будущем сельхозпроизводители смогут получать информацию о стрессе культур прямо на свой смартфон. Инженеры Массачусетского технологического института (МIТ) нашли способ отслеживать реакцию растения на внешние раздражения, используя датчики из углеродных нанотрубок.

В Массачусетском институте разработали способ отслеживания процессов реакций растения на стрессы - травмы, инфекции и повреждения от света. Это стало возможным благодаря датчикам, изготовленным из углеродных нанотрубок. Они могут быть встроены в листья растений, откуда и сообщают о происходящем, используя сигнальные волны перекиси водорода.

Датчики различают виды стресса

Известно, что растения используют перекись водорода для передачи сигналов внутри своих листьев. Растения умеют передавать сигналы бедствия, которые стимулируют клетки листьев восстанавливать повреждения, а в некоторых случаях и защищать растение от нападения вредных насекомых. Внедренные в листья растений датчики используют такие сигналы перекиси водорода для определения типа и характера стресса.

Иными словами, ученые впервые получили возможность наблюдать столь сложную форму внутренней коммуникации растений и выяснили, что мы можем в режиме реального времени наблюдать реакцию живого растительного организма, регистрируя специфический тип стресса, который оно испытывает.

Датчики такого типа можно использовать для изучения ответной реакции растения на различные виды стресса. Понимание этого процесса открывает перед учеными и сельхозпроизводителями новые перспективы. Например, дает возможность разработать новые стратегии для повышения урожайности. Результаты первых опытов над восемью различными видами растений подтвердили эти возможности. Ученые полагают, что исследования следует продолжить со многими другими видами культур.

Понять язык растений

Исследователи провели эксперименты с растениями клубники, шпината, рукколы, салата, водяного кресса и щавеля. Оказалось, что каждое из них производит волны разной конфигурации. Похоже, что каждый вид растений по-разному реагирует на различные виды стресса, включая механические повреждения, инфекции и повреждения в результате воздействия тепла или света.

Каждая форма волны содержит много информации. Расшифровав эту информацию, можно понять, что растение «говорит» о своем состоянии. Очевидно, выявлена возможность в реальном времени наблюдать характерную реакцию растения, которую оно испытывает, на любое воздействие изменяющейся внешней среды.

Заслугой инженеров-химиков из Массачусетского технологического института можно считать разработку датчика. Это наноустройство, встроенное в листья растений, способно измерять уровни выделения перекиси водорода, что в переводе с «языка растений» и есть сообщение о стрессе и его характере. Соответствующий сигнал от такого датчика легко можно отправить на ближайший смартфон. Изображения в инфракрасной области спектра, создаваемые датчиками, могут быть отображены с помощью небольшой инфракрасной камеры, подключенной к Raspberry Pi, - компьютеру размером с кредитную карту. Примерно такое же устройство находится внутри многих смартфонов.

Предлагаемая технология обеспечивает проверку растений на их способность противостоять механическим повреждениям, световым, тепловым и другим формам стресса. Она также может применяться для изучения того, как различные виды культур реагируют на патогенные микроорганизмы, например, бактерии, вызывающие позеленение цитрусовых, и грибки, вызывающие кофейную ржавчину.

Для городских фермеров

Сотрудники исследовательской группы «Прорывные и устойчивые технологии для точного земледелия» исследовательского центра MIT в Сингапуре, в свою очередь, заняты изучением того, как растения реагируют на различные условия выращивания в городской среде.

Одной из проблем, которые они надеются решить, является предотвращение затенения, которое испытывают многих виды растений, которые растут в условиях высокой плотности размещения в городах. Такие растения испытывают стрессовую нагрузку, которая избыточно направляет их ресурсы на рост, одновременно угнетая их способность к образованию плодов.

Экспериментаторы уже сообщали, что чувствительные датчики позволяют перехватывать сигналы растений о стрессе и точно понимать условия и механизм, которые происходят в организме растений. Получив такой сигнал, фермер успевает вовремя принять решение, снизить уровень затенения, увеличив тем самым урожайность своих культур.

Нужен комплексный мониторинг

Среди российских специалистов в области сельского хозяйства подобные технологии известны и оцениваются, как перспективные. На практике фитомониторинг пока развит недостаточно. Система контроля за развитием сельхозкультур в России обычно состоит из климатических, почвенных сенсоров и датчиков для самих растений. Климатические сенсоры собирают информацию по уровню влажности, температуре воздуха, освещения, скорости ветра, испарения и другим параметрам. Почвенные сенсоры (тензиометры) измеряют потенциал пашни, засоленность и другие параметры. Сенсоры растений (датчики стеблей, стволов и плодов) следят за развитием самого растения.

Широкое распространение комплексного мониторинга сдерживает привычный для российских сельхозпроизводителей нехватка финансов, а также знаний и умений в практическом применении устройств. Тем не менее, по мнению экспертов, в ближайшем будущем фитомониторинг станет привычным процессом развитого сельского хозяйства и изменит подход аграриев к своей работе.

Первые шаги по внедрению инновационных технологий фитомониторинга, вероятно, будут сделаны в крупных агрохолдингах, а также ФГБУ «Россельхозцентр», филиалы которого проводят масштабный фитомониторинг российских полей. Так, в филиале по Республике Татарстан уже создана информационная система «Фитосанитарный мониторинг», с помощью которой можно получить информацию об обнаруженных вредных объектах в цифровом виде с указанием геолокационных параметров. Система позволяет в оперативном режиме оповещать аграриев о фактах выявления вредителей, болезней и сорняков для своевременного проведения защитных мероприятий.

https://www.agroxxi.ru/

Изменено 8 мая, 2020 пользователем Марите
поправила опечатки

[Марите]

Странный текст. Впечатление, будто автор не понимает, что именно пишет. А уж

2 часа назад, Редактор сказал:

Почвенные сенсоры (тензиометры) измеряют потенциал пашни

вообще вызывает изумление. Что еще за потенциал пашни? :)