О.Б. СОЛОМКО, ассистент кафедры растениеводства,

О.С. КЛОЧКОВА, канд. с.-х. наук, доцент,

УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия»,

Г.В. ЦВЕТКОВ, ведущий программист компании «Epam»

Фотосинтез является основополагающим фактором развития растений и формирования урожайности [1]. Продуктивность фотосинтеза растений определяется двумя главными показателями – суммарной площадью листьев (ассимилирующей поверхностью) и интенсивностью прироста сухого вещества в расчете на единицу площади листьев в сутки [2].

Величина площади листьев является основой для последующих расчетов чистой продуктивности фотосинтеза, фотосинтетического потенциала и других показателей. Определение площади листьев является весьма сложным приемом, так как форма и размер их изменяется в течение всего вегетационного периода. Кроме того, форма листовых пластинок очень разнообразна и трудно поддается измерению.

Известно несколько методик, которые применяются при определении площади листьев. Мы проанализировали наиболее часто используемые из них и отметили некоторые недостатки.

1. Метод промеров. Из каждой пробы методом случайной выборки выбирают по 10 зеленых листьев, взвешивают их и определяют площадь методом линейных измерений по длине (Д) и наибольшей ширине (Ш). Площадь измеренных листьев (S) рассчитывают по формуле:

где n – число измеренных листьев.

Данный метод подходит для зерновых и других культур с линейной формой листьев [3].

2. Метод высечек. Применяется для большинства сельскохозяйственных культур. Для этого отбирают среднюю пробу 10–15 растений (N), быстро срезают листья и определяют их сырую массу (Мл). Складывают листья стопками, и делают сверлом высечки определенного диаметра, по 5–10 штук с одного листа. Высечки берут так, чтобы в пробу попали и пластинки листа, и центральные жилки. Определяют массу всех сырых высечек (Мв).

Площадь листьев с одного растения определяют по формуле:

где S – площадь листьев одного растения, м²; Мл – масса листьев в пробе, г; Мв – масса высечек, г; а – количество высечек, шт; N –количество растений в пробе, шт; Д – диаметр сверла, см;  – 3,14 [4].

Данный метод является несовершенным, так как жилки листа, попадающие в высечки, значительно увеличивают их массу. Кроме этого,  масса высечек, взятых в разных местах листа, будет неодинаковой из-за различной их толщины у основания и верхушки. Увядание листьев также вызывает погрешность в измерениях. Листья, взятые после дождя, будут иметь завышенную массу.

3. Нанесение контуров листа на миллиметровую бумагу. Этот метод точен, но длителен по времени. На определение площади одного листа тратится 10–15 минут (в зависимости от варианта), следовательно, для проведения анализа затрачивается много рабочего времени.

4. Планиметрический метод [5]. Средний образец пробы листьев взвешивают и раскладывают на движущейся ленте электронного прибора – планиметра. Прибор выдает площадь листьев в сантиметрах квадратных. Этот метод позволяет измерить достаточно быстро и точно площадь листьев, однако эти приборы мало используются.

5. Метод сканирования. Мы предлагаем новый метод определения площади листьев полевых и других растений с использованием компьютерной технологии.

Нами была разработана компьютерная программа «Листомер» для определения площади листьев. «Листомер» создан на базе универсального графического редактора XnView и имеет несколько режимов использования. Площадь листьев можно рассчитывать как в совокупности, так и каждого листа в отдельности. При использовании данной программы устраняется погрешность увядания листьев, на величину  площади листьев не повлияет жилкование и толщина листа.

Для работы с «Листомером» потребуется сканер, прозрачная пленка, лист белой бумаги.

Порядок работы.

1. На сканер кладем прозрачную плотную пленку.

2. Поверх пленки укладываем листья, поверхность которых должна быть сухой, без росы и капелек воды.

3. Листья покрываем листом белой бумаги.

4. Сканируем изображение листьев.

5. Вводим в программу сканированное изображение и по истечении одной минуты получаем показатель площади сканируемого объекта в заданных единицах измерения.

Точность и пригодность для использования предложенного нами метода проверена в работе и сравнительной оценке с известными способами определения площади листьев.

В качестве примера мы определили площадь листьев растения ярового рапса в фазе розетки. За контрольный вариант принято измерение листьев на миллиметровой бумаге (табл.).

Т а б л и ц а. Результаты измерений площади листьев различными методами

№ п.п.	Метод	Площадь листьев 1 растения, см2	Отклонение от контроля
			+ см2	+ %
1	Измерение на миллиметровой бумаге – контроль	152,1	–	–
2	По массе 100 высечек	156,1	4,0	2,6
3	Сканирование листьев	151,0	1,1	0,7

Как видим из таблицы, измерение площади листьев методом высечек дает более высокий результат, чем в других вариантах.

Таким образом, предлагаемый метод сканирования и определения площади листьев по компьютерной программе позволяет достаточно быстро и точно проводить анализ.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Физиология сельскохозяйственных растений в 12 т. / редкол.: Опарин А.И. (ред. тома) [и др.]. – Изд-во Московского университета, 1967. – 2т. – 493 с.

2. Нормы высева, способы посева и площади питания сельскохозяйственных культур: сб. ст. / под общ. ред. И.И. Синягина [и др.]. – М.: «Колос», 1970. – 472 с.

3. Физиология и биохимия растений: метод. указания /Н.П. Решецкий [и др.] – Горки, 2000. – 144с.

4. Тарасенко С.А., Дорошкевич Е.И. Практикум по физиологии и биохимии: Практическое пособие/ С.А. Тарасенко, Е.И. Дорошкевич, - Гродно: Облиздат, 1995. – 122 с.

5. Посыпанов Г.С. Методы изучения биологической фиксации азота воздуха: справочное пособие / Г.С. Посыпанов. – М.: Агропромиздат, 1991. – 300 с.