|
DOI: 10.14489/td.2025.08.pp.030-040
Суханова М. В., Подмастерьев К. В., Бондарева Л. А.
АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВ РАЗВИТИЯ ДИАГНОСТИКИ ВЛАГООБЕСПЕЧЕННОСТИ РАСТЕНИЙ
(с. 30-40)
Аннотация. Выделены и проанализированы существующие на сегодняшний день методы и приборы оценки влагообеспеченности растительных объектов. Выявлено отсутствие общепринятой методики проведения диагностики растений, а также системы достоверных диагностических показателей. Обоснована необходимость разработки приборов для оценки влагообеспеченности растений в целях развития технологий точного земледелия и обеспечения экологической безопасности.
Ключевые слова: растения, функциональное состояние, влагообеспеченность, оптические методы, сельское хозяйство, экологическая безопасность.
Sukhanova M. V., Podmasterev K. V., Bondareva L. A.
ANALYSIS OF THE STATE AND PROSPECTS OF DEVELOPMENT DIAGNOSTICS OF PLANT MOISTURE AVAILABILITY
(pp. 30-40)
Abstract. The article highlights and analyzes the currently existing methods and devices for assessing the moisture availability of plant objects. The absence of a generally accepted method of plant diagnostics, as well as a system of reliable diagnostic indicators, has been revealed. The necessity of developing devices for assessing the moisture supply of plants in order to develop precision farming technologies and ensure environmental safety is substantiated.
Keywords: plants, functional condition, moisture supply, optical methods, agriculture, environmental safety.
М. В. Суханова, К. В. Подмастерьев, Л. А. Бондарева (ФГБОУ ВО «Орловский государственный университет им. И. С. Тургенева», г. Орел, Россия) E-mail: Suhanova.M.V@ yandex.ru,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
M. V. Sukhanova, K. V. Podmasterev, L. A. Bondareva (Orel State University named after I. S. Turgenev, Orel, Russia) E-mail: Suhanova.M.V@ yandex.ru,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Лаборатория функциональной диагностики «АКВАДОНИС» // Буйский химический завод (официальный сайт). URL: https://bhz.ru/information/manuals/laboratoriya-funktsionalnoy-diagnostiki-akvadonis/ (Дата обращения: 16.03.2025).
2. Spomer L. A. Techniques for Measuring Plant Water // HortScience. 1985. Vol. 20, No. 6. P. 1021 ‒ 1028.
3. Noun G., Cascio M. Lo, Spano D., et al. Plant-Based Methodologies and Approaches for Estimating Plant Water Status of Mediterranean Tree Species: A Semi-Systematic Review // Agronomy. 2022. V. 12, No. 9. P. 2127.
4. Jones H. G. Monitoring Plant and Soil Water Status: Established and Novel Methods Revisited and Their Relevance to Studies of Drought Tolerance // Journal of Experimental Botany. 2007. Vol. 58, No. 2. P. 119 – 130.
5. Eman F. A. Awad-Allah. Indispensable Measuring Techniques for Water Relations of Plants and Soils: A Review // Open Journal of Soil Science. 2020. Vol. 10, No. 12. P. 616 ‒ 630.
6. Kramer P. J., Boyer J. S. Water Relations of Plants and Soils. San Diego: Academic Press, 1995. 495 p.
7. Boyer J. S. Measuring the Water Status of Plants and Soils. San Diego: Academic Press, 1995. 178 p.
8. Scholander P. F., Bradstreet E.D., Hemmingsen E., Hammel H. Sap Pressure in Vascular Plants; Negative Hydrostatic Pressure Can Be Measured in Plants // Science. 1965. No. 148. P. 339 ‒ 346.
9. Perez-Harguindeguy N., Díaz S., Garnier E., et al. New Handbook for Standardised Measurement of Plant Functional Traits Worldwide // Australian Journal of Botany. 2013. No. 61. /P. 167 ‒ 234.
10. Wada H. Roles of Water Potential Gradients and Turgor in Cell Elongation, Flowering and Bulb Formation: Ph.D. Thesis / Faculty of Agriculture, Ehime University, Matsuyama, 2004.
11. Бондарева Л. А., Суханова М. В. Оценка возможности применения методов функциональной диагностики растений для решения проблем экологического мониторинга // Биотехносфера. 2015. № 6(42). С. 11 ‒ 15.
12. Тимирязев К. А. Избранные сочинения. М.: ОГИЗ-Сельхозгиз, 1949. Т. 1. 695 с.
13. Пат. 2342825 РФ. Неразрушающий способ функциональной диагностики растений / А. В. Будаговский, О. Н. Будаговская, И. А. Будаговский. Заявка № 2007104756 от 07.02.2007; опубл. 10.01.2009, Бюл. № 1.
14. Бедненко Т., Клочан П., Корсунский В. Портативный хронофлуорометр для экспресс-диагностики фотосинтеза // Электронные компоненты и системы. 2003. № 12. С. 23 ‒ 25.
15. Takayama K., Nishina H., Iyoki S., et al. Early Detection of Drought Stress in Tomato Plants with Chlorophyll Fluorescence Imaging // Practical Application of the Speaking Plant Approach in a Greenhouse. Proceedings of the 18th World Congress, the International Federation of Automatic Control, Milano, 28 Aug. ‒ 2 Sep. 2011. Milano, 2011. P. 1785 ‒ 1790.
16. Walz Photosynthesis Instruments. Chl Fluorescence & P700 Absorbance (официальный сайт). URL: https://www.walz.com/products/chl_p700/overview.html (Дата обращения: 16.03.2025).
17. Opti-Sciences // The Standard in Plant Stress Measurement Systems (официальный сайт). URL: http://www.optisci.com (Дата обращения: 16.03.2025).
18. Ears Plant Photosynthesis Monitoring (EARS-P2M) (официальный сайт). URL: https://www.earsppm.com/ (Дата обращения: 16.03.2025).
19. Экспресс-диагностика состояния растений: [Электронный ресурс] // Сельскохозяйственные вести. 2007. № 3. URL: http://agri-news.ru/zhurnal/2007/№3/2007/rastenievodstvo/ekspress-diagnostika-sostoyaniya-rastenij.html (Дата обращения: 16.03.2025).
20. Кувалдин Э. В. Фотометры для измерения коэффициентов отражения природных объектов в спектральной области излучения солнца // Научное приборостроение. 2005. Т. 15, № 1. С. 21 ‒ 28.
21. Кувалдин Э. В. Дистанционный и контактный приборы для диагностики состояния растений // Оптический журнал. 2013. Т. 80, № 11. С. 68 ‒ 77.
22. Bio Instruments S.R.L. // An Independent Genuine Manufacturer of Phyto-Sensors (официальный сайт). URL: https://phyto-sensor.com/about.ru (Дата обращения: 16.03.2025).
23. Stokes V. Assessing Water Use in Plants: An Introduction and Guide to Methods of Measurement // Scottish Forestry. 2004. Vol 58, No. 2. P. 13 ‒ 19.
24. Пат. 2257706 РФ. Способ диагностирования сроков и норм полива виноградников / И. А. Мусаев, М. М. Салманов, М. К. Караев. Заявка 2002131608/12 от 25.11.2002; опубл. 10.08.2005, Бюл. № 22.
25. Мелиорация земель / под ред. А. И. Голованова. М.: Колосc, 2011. 824 с.
26. Jones H. G., Leinonen I. Thermal Imaging for the Study of Plant Water Relations // Journal of Agricultural Meteorology. 2003. No. 59. Р. 205 ‒ 217.
27. Пат. 2461814 РФ. Способ определения содержания влаги в листьях растений in vivo / Г. Г. Акчурин, Г. Г. Акчурин. Заявка 2011102428/28 от 24.01.2011; опубл. 20.09.2012, Бюл. № 26.
28. Zimmermann U., Bitter R., Marchiori P. E., et al. A Non-Invasive Plant-Based Probe for Continuous Monitoring of Water Stress in Real Time: A New Tool for Irrigation Scheduling and Deeper Insight into Drought and Salinity Stress Physiology // Theoretical and Experimental Plant Physiology. 2013. Vol. 25, No. 1. P. 2 ‒ 11.
29. Zimmermann U., Rüger S., Shapira O., et al. Effects of Environmental Parameters and Irrigation on the Turgor Pressure of Banana Plants Measured Using the Non-Invasive, Online Monitoring Leaf Patch Clamp Pressure Probe // Plant Biology. 2010. Vol. 12, No. 3. P. 424 ‒ 436.
30. Суханова М. В., Бондарева Л. А. Обоснование оптимального выбора длины волны для проведения функциональной диагностики растений оптическим методом в условиях недостаточного влагообеспечения // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2020. № 3(341). С. 146 ‒ 153.
31. Суханова М. В., Бондарева Л. А. Измерительное устройство для определения уровня влагообеспеченности лиственных растений // Автоматизация в промышленности. 2021. № 2. С. 15 ‒ 19.
32. Пат. 2719788 РФ. Способ оценки функционального состояния растений для определения их потребностей в воде // Л. А. Бондарева, М. В. Суханова. Заявка 2019115574 от 21.05.2019; опубл. 23.04.2020, Бюл. № 12.
33. Пат. 2710009 РФ. Устройство для определения влагообеспеченности лиственных растений / Л. А. Бондарева, М. В. Суханова. Заявка 2019115575 от 21.05.2019; опубл. 23.12.2019, Бюл. № 36.
34. Суханова М. В., Подмастерьев К. В., Бондарева Л. А. Информационно-измерительная система контроля влагообеспеченности растительных объектов // Биотехнические, медицинские, экологические системы и робототехнические комплексы – Биомедсистемы ‒ 2020: сб. тр. XXXIII Всерос. науч.-техн. конф. студентов, молодых ученых и специалистов / под общ. ред. В. И. Жулева. Рязань, 9 ‒ 11 дек. 2020 г. Рязань: ИП Коняхин А.В. (Book Jet), 2020. С. 55 ‒ 58.
1. Laboratory of Functional Diagnostics "AQUADONIS". (n.d.). Bui Chemical Plant (official website). Retrieved March 16, 2025, from https://bhz.ru/information/manuals/laboratoriya-funktsionalnoy-diagnostiki-akvadonis/
2. Spomer, L. A. (1985). Techniques for measuring plant water. HortScience, 20(6), 1021–1028.
3. Noun, G., Cascio, M. L., Spano, D., et al. (2022). Plant-based methodologies and approaches for estimating plant water status of Mediterranean tree species: A semi-systematic review. Agronomy, 12(9), Article 2127.
4. Jones, H. G. (2007). Monitoring plant and soil water status: Established and novel methods revisited and their relevance to studies of drought tolerance. Journal of Experimental Botany, 58(2), 119–130.
5. Awad-Allah, E. F. A. (2020). Indispensable measuring techniques for water relations of plants and soils: A review. Open Journal of Soil Science, 10(12), 616–630.
6. Kramer, P. J., & Boyer, J. S. (1995). Water relations of plants and soils. Academic Press.
7. Boyer, J. S. (1995). Measuring the water status of plants and soils. Academic Press.
8. Scholander, P. F., Bradstreet, E. D., Hemmingsen, E., & Hammel, H. (1965). Sap pressure in vascular plants; Negative hydrostatic pressure can be measured in plants. Science, 148, 339–346.
9. Perez-Harguindeguy, N., Díaz, S., Garnier, E., et al. (2013). New handbook for standardised measurement of plant functional traits worldwide. Australian Journal of Botany, 61, 167–234.
10. Wada, H. (2004). Roles of water potential gradients and turgor in cell elongation, flowering and bulb formation [PhD thesis, Ehime University].
11. Bondareva, L. A., & Sukhanova, M. V. (2015). Assessment of the possibility of using plant functional diagnostics methods for solving environmental monitoring problems. Biotekhnosfera, (6(42)), 11–15. [in Russian language].
12. Timiryazev, K. A. (1949). Selected works (Vol. 1). OGIZ-Selkhozgiz. [in Russian language].
13. Budagovsky, A. V., Budagovskaya, O. N., & Budagovsky, I. A. (2009). Non-destructive method for functional diagnostics of plants (Patent No. RU2342825). Russian Federal Service for Intellectual Property. [in Russian language].
14. Bednenko, T., Klochan, P., & Korsunsky, V. (2003). Portable chronofluorometer for express diagnostics of photosynthesis. Elektronnye Komponenty i Sistemy, (12), 23–25. [in Russian language]
15. Takayama, K., Nishina, H., Iyoki, S., et al. (2011). Early detection of drought stress in tomato plants with chlorophyll fluorescence imaging. In Practical application of the speaking plant approach in a greenhouse. Proceedings of the 18th World Congress, the International Federation of Automatic Control (pp. 1785–1790).
16. Walz Photosynthesis Instruments. (n.d.). Chl fluorescence & P700 absorbance (official website). Retrieved March 16, 2025, from https://www.walz.com/products/chl_p700/overview.html
17. Opti-Sciences. (n.d.). The standard in plant stress measurement systems (official website). Retrieved March 16, 2025, from http://www.optisci.com
18. Ears Plant Photosynthesis Monitoring (EARS-P2M). (n.d.). Official website. Retrieved March 16, 2025, from https://www.earsppm.com/
19. Express diagnostics of plant condition. (2007). Selskokhozyaystvennye Vesti, (3). [Electronic resource]. Retrieved March 16, 2025, from http://agri-news.ru/zhurnal/2007/№3/2007/rastenievodstvo/ekspress-diagnostika-sostoyaniya-rastenij.html [in Russian language].
20. Kuvaldin, E. V. (2005). Photometers for measuring reflectance coefficients of natural objects in the solar radiation spectral range. Nauchnoe Priborostroenie, 15(1), 21–28. [in Russian language].
21. Kuvaldin, E. V. (2013). Remote and contact devices for plant condition diagnostics. Opticheskiy Zhurnal, 80(11), 68–77. [in Russian language].
22. Bio Instruments S.R.L. (n.d.). An independent genuine manufacturer of phyto-sensors (official website). Retrieved March 16, 2025, from https://phyto-sensor.com/about.ru
23. Stokes, V. (2004). Assessing water use in plants: An introduction and guide to methods of measurement. Scottish Forestry, 58(2), 13–19.
24. Musaev, I. A., Salmanov, M. M., & Karaev, M. K. (2005). Method for diagnosing timing and rates of vineyard irrigation (Patent No. RU2257706). Russian Federal Service for Intellectual Property. [in Russian language].
25. Golovanov, A. I. (Ed.). (2011). Land reclamation. Kolos. [in Russian language].
26. Jones, H. G., & Leinonen, I. (2003). Thermal imaging for the study of plant water relations. Journal of Agricultural Meteorology, 59, 205–217.
27. Akchurin, G. G., & Akchurin, G. G. (2012). Method for determining moisture content in plant leaves in vivo (Patent No. RU2461814). Russian Federal Service for Intellectual Property. [in Russian language].
28. Zimmermann, U., Bitter, R., Marchiori, P. E., et al. (2013). A non-invasive plant-based probe for continuous monitoring of water stress in real time: A new tool for irrigation scheduling and deeper insight into drought and salinity stress physiology. Theoretical and Experimental Plant Physiology, 25(1), 2–11.
29. Zimmermann, U., Rüger, S., Shapira, O., et al. (2010). Effects of environmental parameters and irrigation on the turgor pressure of banana plants measured using the non-invasive, online monitoring leaf patch clamp pressure probe. Plant Biology, 12(3), 424–436.
30. Sukhanova, M. V., & Bondareva, L. A. (2020). Substantiation of optimal wavelength selection for optical functional diagnostics of plants under moisture deficiency. Fundamental'nye i Prikladnye Problemy Tekhniki i Tekhnologii, (3(341)), 146–153. [in Russian language].
31. Sukhanova, M. V., & Bondareva, L. A. (2021). Measuring device for determining moisture availability level of deciduous plants. Avtomatizatsiya v Promyshlennosti, (2), 15–19. [in Russian language].
32. Bondareva, L. A., & Sukhanova, M. V. (2020). Method for assessing functional state of plants to determine their water needs (Patent No. RU2719788). Russian Federal Service for Intellectual Property. [in Russian language].
33. Bondareva, L. A., & Sukhanova, M. V. (2019). Device for determining moisture availability of deciduous plants (Patent No. RU2710009). Russian Federal Service for Intellectual Property. [in Russian language].
34. Sukhanova, M. V., Podmasterev, K. V., & Bondareva, L. A. (2020). Information-measuring system for monitoring moisture availability of plant objects. In V. I. Zhulev (Ed.), Biomedical, medical, environmental systems and robotic complexes – Biomsystems – 2020: Proceedings of the 33rd All-Russian Scientific and Technical Conference (pp. 55–58). IP Konjakhin A.V. (Book Jet). [in Russian language].
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 700 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2025.08.pp.030-040
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 700 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2025.08.pp.030-040
and fill out the form
.
|
Текущий номер
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»