Содержание питательных веществ в растении можно оценить, проведя тестирование образца ткани этого растения. Эти тесты важны в сельском хозяйстве , поскольку применение удобрений можно точно настроить, если известен уровень питательных веществ в растениях. Азот чаще всего ограничивает рост растений и является наиболее контролируемым питательным веществом.
Тесты тканей почти всегда полезны, поскольку они предоставляют дополнительную информацию о физиологии урожая. Тесты тканей особенно полезны в определенных ситуациях;
Традиционные тесты тканей — это деструктивные тесты, когда образец отправляется в лабораторию для анализа. Любой лабораторный тест (тест почвы или ткани), проводимый коммерческой компанией, обойдется производителю в определенную сумму. Лабораторные тесты занимают не менее недели, обычно 2 недели. Требуется время, чтобы высушить образцы, отправить их в лабораторию, завершить лабораторные тесты и затем вернуть результаты производителю. Это означает, что результаты могут быть получены производителем только после идеального времени для принятия мер. [1] Тесты азота в тканях, которые можно быстро выполнить в полевых условиях, делают тестирование тканей гораздо более полезным. [1]
Еще одной проблемой лабораторных исследований тканей является то, что результаты часто трудно интерпретировать.
Неразрушающие тесты тканей имеют преимущества перед традиционными разрушающими тестами. Неразрушающие тесты тканей можно легко проводить в полевых условиях, и они дают результаты гораздо быстрее, чем лабораторные тесты. [1]
Для неразрушающей оценки содержания азота можно оценить содержание хлорофилла. Содержание азота связано с содержанием хлорофилла , поскольку молекула хлорофилла содержит четыре атома азота.
Дефицит азота можно обнаружить с помощью измерителя содержания хлорофилла. [ необходима цитата ] Измерители определяют содержание хлорофилла, просвечивая светом лист, вставленный в щель, и измеряя количество прошедшего света.
Хлорофилл-метры используют разные единицы измерения. Например, в то время как Minolta использует «единицы SPAD», Dualex (производимый METOS® от Pessl Instruments GmbH) использует мкг/см², а ADC использует индекс содержания хлорофилла. Все они измеряют по сути одно и то же, и доступны таблицы преобразования. [2]
Хотя традиционные приборы для измерения поглощения были очень популярны среди ученых-биологов и хорошо зарекомендовали себя при работе с широколиственными видами растений, у них есть свои ограничения. Ограничения приборов для измерения поглощения:
Поэтому существуют образцы, которые не подходят для метода поглощения, к ним относятся мелкие листья, большинство растений CAM, хвойные иглы, фрукты, водоросли на камнях, бриофиты, лишайники и растительные структуры, такие как стебли и черешки. Для этих образцов необходимо измерить содержание хлорофилла с помощью флуоресценции хлорофилла .
В своей научной статье Гительсон (1999) утверждает: «Было обнаружено, что соотношение между флуоресценцией хлорофилла при 735 нм и диапазоном длин волн от 700 нм до 710 нм, F735/F700, линейно пропорционально содержанию хлорофилла (с коэффициентом определения r2, более 0,95), и, таким образом, это соотношение может использоваться в качестве точного индикатора содержания хлорофилла в листьях растений». [3] Измерители содержания хлорофилла с помощью флуоресцентного отношения используют этот метод для измерения этих более сложных образцов.
Флуоресцентные измерители содержания хлорофилла имеют следующие преимущества:
Измеряя флуоресценцию хлорофилла , можно исследовать экофизиологию растений. Флуориметры хлорофилла используются исследователями растений для оценки стресса растений.
Флуориметры хлорофилла предназначены для измерения переменной флуоресценции фотосистемы II , или PSII. При большинстве типов стресса растений эта переменная флуоресценция может использоваться для измерения уровня стресса растений. Наиболее часто используемые протоколы включают: Fv/Fm, адаптированный к темноте протокол, Y(II) или ΔF/Fm' адаптированный к свету тест, который используется во время устойчивого состояния фотосинтеза, и различные OJIP, адаптированные к темноте протоколы, которые следуют различным школам мысли. Более длительные протоколы гашения флуоресценции также могут использоваться для измерения стресса растений, но поскольку время, необходимое для измерения, чрезвычайно велико, вероятно, можно протестировать только небольшие популяции растений. NPQ или нефотохимическое гашение является наиболее популярным из этих параметров гашения, но используются также другие параметры и другие протоколы гашения.
Другой тестовый протокол, основанный на флуоресценции, — тест OJIP. Этот метод анализирует увеличение флуоресценции, испускаемой адаптированными к темноте листьями при их освещении. Увеличение флуоресценции в течение первой секунды освещения следует кривой с промежуточными пиками, называемыми шагами O, J, I и P. Кроме того, шаг K появляется во время определенных типов стресса, таких как дефицит N. Исследования показали, что шаг K способен измерять N-стресс. [4]
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )