RU2714324C1 - Method for detection of wild strawberry fungal diseases - Google Patents
Method for detection of wild strawberry fungal diseases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2714324C1 RU2714324C1 RU2019120719A RU2019120719A RU2714324C1 RU 2714324 C1 RU2714324 C1 RU 2714324C1 RU 2019120719 A RU2019120719 A RU 2019120719A RU 2019120719 A RU2019120719 A RU 2019120719A RU 2714324 C1 RU2714324 C1 RU 2714324C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plant
- tissue
- leaf
- healthy
- leaves
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G7/00—Botany in general
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Botany (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сельского хозяйства, может быть использовано для раннего обнаружения грибных болезней растений в садоводстве, при проведении мероприятий по их защите.The invention relates to the field of agriculture, can be used for early detection of fungal diseases of plants in horticulture, when taking measures to protect them.
Земляника садовая, в связи с ее бесспорными преимуществами по сравнению с другими ягодными культурами, достаточно широко распространена в мире.Strawberry garden, due to its indisputable advantages compared with other berry crops, is quite widespread in the world.
Исследования российских и зарубежных ученых показали, что землянику садовую поражают множество грибных, вирусных и бактериальных болезней. Большинство болезней (около 80%) вызывается грибами [Трейвас Л.Ю., Каштанова О.Ф. Болезни и вредители плодовых растений: Атлас - определитель. - Изд-ние 3-е, исп. и доп. - М: ООО «Фитон XXI», 2016. - 352 с.]. Одним из наиболее распространенных возбудителей в условиях лесостепи Западной Сибири является гриб Ramularia tulasnei Sacc, который вызывает у земляники садовой заболевание рамуляриоз (белую пятнистость). При развитии грибных болезней резко снижается урожайность ягод до 60-70% [Maas I.L. Compendium of strawberry diseases // Am. Phytopathol. Soc., St. Paul. 1984. - 138 р.]. Кроме того, при поражении болезнями растение сильно ослабляется, вплоть его до полной гибели. Но выявить грибные болезни на ранней стадии их развития, несмотря на характерные изменения цвета и формы пораженных участков, не всегда удается. Своевременная информация о здоровье растений и начале болезней может способствовать контролю заболеваний посредством надлежащих стратегий управления. Поэтому ранняя неинвазивная диагностика грибных болезней является достаточно сложной, но весьма актуальной.Studies of Russian and foreign scientists have shown that garden strawberries are affected by many fungal, viral and bacterial diseases. Most diseases (about 80%) are caused by fungi [Treivas L.Yu., Kashtanova O.F. Diseases and pests of fruit plants: Atlas - determinant. - 3rd edition, sp. and add. - M: LLC Fiton XXI, 2016. - 352 p.]. One of the most common pathogens in the forest-steppe of Western Siberia is the Ramularia tulasnei Sacc fungus, which causes wild strawberry disease ramulariosis (white spotting) in wild strawberries. With the development of fungal diseases, the yield of berries sharply decreases to 60-70% [Maas I.L. Compendium of strawberry diseases // Am. Phytopathol. Soc., St. Paul. 1984. - 138 p.]. In addition, when a disease is damaged, the plant is greatly weakened, up to its complete death. But it is not always possible to identify fungal diseases at an early stage of their development, despite the characteristic changes in the color and shape of the affected areas. Timely information on plant health and the onset of disease can help control disease through appropriate management strategies. Therefore, early non-invasive diagnosis of fungal diseases is quite complicated, but very relevant.
Известны лабораторные методы диагностики болезней [Диагностика болезней растений. Электронный ресурс. Режим доступа: http://biomolecula.ru/articles/diagnostika-boleznei-rastenii-i-sovremennye-tekhnologii (дата обращения 25.01.2019)]. Большинство методов диагностики болезней плодовых культур основано на обнаружении специфических антигенов (иммунохимические методы) или нуклеиновой кислоты (молекулярные методы). В лабораторной диагностике болезней плодовых культур доминируют метод иммуноферментного анализа (ИФА), различные варианты полимеразной цепной реакции (ПЦР) и молекулярно-гибридизационный анализ (МГА), поскольку отличаются от других высокой чувствительностью и специфичностью. Ведущую роль среди методов внелабораторной диагностики играет иммунохроматография (ИХА) в пористых мембранах (тест-полосках).Known laboratory methods for diagnosing diseases [Diagnosis of plant diseases. Electronic resource. Access mode: http://biomolecula.ru/articles/diagnostika-boleznei-rastenii-i-sovremennye-tekhnologii (accessed 01.25.2019)]. Most diagnostic methods for diseases of fruit crops are based on the detection of specific antigens (immunochemical methods) or nucleic acid (molecular methods). In the laboratory diagnosis of diseases of fruit crops, the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), various variants of the polymerase chain reaction (PCR) and molecular hybridization analysis (MGA) dominate, since they differ from others in their high sensitivity and specificity. The leading role among non-laboratory diagnostic methods is played by immunochromatography (IHA) in porous membranes (test strips).
Однако известные методы требуют использования сложного дорогостоящего оборудования и высококвалифицированного технического обслуживания. Кроме того, эти методы длительны и инвазивны.However, well-known methods require the use of sophisticated expensive equipment and highly qualified maintenance. In addition, these methods are durable and invasive.
Поэтому на практике распространен традиционный макроскопический метод визуальной диагностики. Визуальная диагностика часто является предварительной для других диагностических методов, и она не теряет своей актуальности.Therefore, in practice, the traditional macroscopic method of visual diagnostics is common. Visual diagnosis is often preliminary for other diagnostic methods, and it does not lose its relevance.
Недостатком макроскопического метода является ненадежность результатов диагностики и оценки степени поражения грибными болезнями. Основная причина - совпадение внешних признаков, возникающих от различных инфекционных поражений растений и физиологических нарушений, происходящих при воздействии внешних неблагоприятных факторов окружающей среды. Этот метод требует высокой квалификации эксперта по оценке физиологического состояния растения. Но эксперт при определении состояния растений часто запаздывает из-за появления морфологических изменений на поздних стадиях развития болезней. На момент определения состояния растений они оказываются уже сильно ослабленными и зачастую спасти растения уже невозможно.The disadvantage of the macroscopic method is the unreliability of the results of diagnosis and assessment of the degree of damage to fungal diseases. The main reason is the coincidence of external signs that arise from various infectious lesions of plants and physiological disorders that occur when exposed to external adverse environmental factors. This method requires a highly qualified expert in assessing the physiological state of the plant. But the expert in determining the state of plants is often late due to the appearance of morphological changes in the late stages of disease development. At the time of determining the state of plants, they are already greatly weakened and it is often impossible to save plants.
Способ устранения запаздывания экспертизы, путем нанесения на поверхность листьев различных химических соединений, ускоряющих проявления окрашенных очагов патогена, например, родамина «6ж» для диагностики парши позволяет производить более раннюю диагностику состояния растений [Патент РФ 2127969, МПК A01G 7/00 Способ заблаговременного прогноза грибных болезней растений / П.Г. Чмырь, Д.А Колесова. - Заявка 96111712/13; заявл. 10.06.1996; опубл. 27.03.1999; Бюл. №4]. Но способ неэффективен из-за трудоемкости и длительности этой процедуры, а также необходимости учета погодных условий и создания обособленных химических веществ - «проявителей» для различных грибных болезней растений.A way to eliminate the delay of examination, by applying various chemical compounds on the leaf surface that accelerate the manifestation of colored pathogen foci, for example, rhodamine "6zh" for diagnosing scab, allows for earlier diagnosis of plant conditions [RF Patent 2127969, IPC A01G 7/00 Method for early prediction of fungal plant diseases / P.G. Chmyr, D.A. Kolesova. - Application 96111712/13; declared 06/10/1996; publ. 03/27/1999; Bull. No. 4]. But the method is ineffective due to the complexity and duration of this procedure, as well as the need to take into account weather conditions and create separate chemicals - "developers" for various fungal diseases of plants.
Известен способ для диагностики степени поражения садовых культур с помощью палетки, на поверхности которой расположена эталонная балльная шкала и дополнительная эталонная визуальная шкала с фотографическим изображением органов растений с разной степенью поражения. Для установления фактической степени поражения пораженный объект размещают под прозрачной поверхностью палетки и сопоставляют его с фотографическим изображением органов растений на эталонной визуальной шкале [Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / Под общей редакцией академика РАСХН Е.Н. Седова и д-ра с. х. наук Т.П. Огольцовой. - Орел: Изд-во ВНИИСПК, 1999. - 608 с.; Патент РФ №2407277, МПК A01G 7/00, A01G 13/00 Устройство для экспресс-диагностики степени поражения садовых культур / Г.В. Еремин, А.А. Козьмина, А.В. Кузнецов. - Заявка 2009126879/21; заявл. 13.07.2009; опубл. 27.12.2010; Бюл. №36]. Способ при реализации нагляден и относительно прост, но имеет недостаточную объективность оценочных результатов на промежуточных стадиях поражения органов растения.A known method for diagnosing the degree of damage to garden crops using a palette, on the surface of which is located a reference point scale and an additional reference visual scale with a photographic image of plant organs with varying degrees of damage. To establish the actual degree of damage, the affected object is placed under the transparent surface of the palette and compared with a photographic image of plant organs on a standard visual scale [Program and method of variety studies of fruit, berry and nut crops / Edited by the academician of the Russian Academy of Agricultural Sciences E.N. Sedova and Dr. s. x sciences T.P. Ogoltsova. - Eagle: Publishing House of VNIISPK, 1999. - 608 p .; RF patent №2407277, IPC A01G 7/00, A01G 13/00 Device for rapid diagnosis of the degree of damage to garden crops / G.V. Eremin, A.A. Kozmina, A.V. Kuznetsov. - Application 2009126879/21; declared 07/13/2009; publ. 12/27/2010; Bull. No. 36]. The method during implementation is obvious and relatively simple, but has insufficient objectivity of the estimated results at the intermediate stages of damage to plant organs.
Известен способ оценки состояния растений, при котором используют способность корневой системы растения поглощать из почвы влагу, о которой судят по величине электрического сопротивления между растением и почвой [Патент РФ №2339214, МПК A01G 7/00 Способ оценки состояния растений / Г.Н. Федотов; Н.В. Терехова. - Заявка 2007106652/12; заявл. 22.02.2007; опубл. 27.11.2008; Бюл. №3]. Техническая сущность изобретения заключается в том, что здоровые растения лучше усваивают физиологически активную радиацию, при этом происходит поглощение углекислоты, которое происходит через устьица листьев. Вода поступает в растение через корни, и чем больше активная корневая система растений, тем большее количество влаги в растение она способна поставить. Для этого необходимо, чтобы устьица находились в открытом состоянии максимальное количество времени в течение дня. Предлагаемый способ теоретически обоснован, но длителен, требует определения площади активной корневой системы растений, а также результат оценки зависит от геометрических параметров исследуемого растения.A known method for assessing the state of plants, in which use the ability of the root system of a plant to absorb moisture from the soil, which is judged by the magnitude of the electrical resistance between the plant and the soil [RF Patent No. 2339214, IPC A01G 7/00 Method for assessing the state of plants / G.N. Fedotov; N.V. Terekhova. - Application 2007106652/12; declared 02.22.2007; publ. 11/27/2008; Bull. No. 3]. The technical essence of the invention lies in the fact that healthy plants better absorb physiologically active radiation, and carbon dioxide is absorbed through the stomata of the leaves. Water enters the plant through the roots, and the more active the root system of plants, the more moisture it can deliver to the plant. For this, it is necessary that the stomata be in the open state for the maximum amount of time during the day. The proposed method is theoretically justified, but long-lasting, requires determination of the area of the active root system of plants, and the evaluation result depends on the geometric parameters of the plant under study.
Известен способ определения устойчивости растений к изменению факторов внешней среды по поляризации мембран клеток ткани, которую производят электрическими импульсами постоянной полярности, в промежутках между которыми регистрируют электродвижущую силу (ЭДС) деполяризации и по ней судят об устойчивости растения к внешним стрессам [А.с. СССР №532364, МПК A01G 7/00 Способ определения устойчивости растений к изменению факторов внешней среды / Б.М. Китлаев, В.М. Лудин. - Заявка 1985326/15; заявл. 22.10.1973; опубл. 25.10.1976; Бюл. №39]. Однако импульсная деполяризация в промежуточные паузы не позволяет измерять поляризацию ткани растений в момент ее возникновения. ЭДС деполяризации является нестабильной, затухает в течение времени, и на измеряемое значение этой величины накладывается значение биоэлектрического потенциала исследуемого растения. Это существенно понижает достоверность определения устойчивости растения к изменению конкретного стрессора.A known method for determining the resistance of plants to changes in environmental factors by polarizing the membranes of tissue cells, which is produced by electric pulses of constant polarity, in the intervals between which the electromotive force (EMF) of depolarization is recorded and it is used to judge the plant's resistance to external stresses [A.S. USSR No. 532364, IPC A01G 7/00 A method for determining the resistance of plants to changes in environmental factors / B.M. Kitlaev, V.M. Ludin. - Application 1985326/15; declared 10/22/1973; publ. 10/25/1976; Bull. No. 39]. However, pulsed depolarization in intermediate pauses does not allow measuring the polarization of plant tissue at the time of its occurrence. The emf of depolarization is unstable, decays over time, and the value of the bioelectric potential of the studied plant is superimposed on the measured value of this quantity. This significantly reduces the reliability of determining the resistance of a plant to a change in a specific stressor.
Известны разновидности способа определения функционального состояния биологической ткани путем измерения отдельных составляющих полного электрического сопротивления, а именно: активного, измеренного на низкой частоте, и реактивного, измеряемого на высокой частоте, и определения их соотношения: [Торнуев Ю.В. Хачатрян А.П., Хачатрян Р.Г., Махнев В.П., Осенний А.С. Электрический импеданс биологических тканей. - М.: ВЗПИ, 1990. - 155 с; Патент РФ №2102006 С1, МПК А61В 5/05 Способ оценки состояния биологических тканей и устройство для его реализации / А.П. Хачатрян, Р.Г. Хачатрян, Г.Л. Верещагин. - Заявка №96120297/14; заявл. 21.10.1996; опубл. 20.01.1998]. Рассматриваемый способ универсален и достаточно распространен. С помощью этого способа определяют общее функциональное состояние живого организма, его тонус и жизнеспособность [Тарусов Б.Н. Биофизика - М.: Высшая школа. - 1968 - 468 с.; Алейников A.Ф., Осенний А.С., Верещагин Г.Л. Портативный кондуктометр "Тонус-2" // Контроль и диагностика сельскохозяйственных объектов: Сбор, научн. трудов - Новосибирск. - 1981. - С. 16-22], оценивают качество продуктов животного и растительного происхождения [Патент РФ №2552665, МПК: G01N 33/12 Способ определения качества мяса / А.Ф. Алейников, И.Г. Пальчикова, B.Г. Гляненко, Ю.В. Чугуй. - Заявка 2013155421/15; заявл. 12.12.2013; опубл. 10.06.2015: Бюл. №16], а также физиологическое состояние растения [Патент РФ №2595850 МПК G01N 33/00. Способ диагностики срезанных зеленых черенков для прогнозирования их укореняемости / В.В. Минеев, А.Ф. Алейников, В.А. Золотарев, О.В. Елкин. - Заявка №2015126192/15; заявл. 30.06.2015; опубл. 27.08.2016; Бюл. №24]. Но с помощью этого способа трудно обеспечить достоверную идентификацию всего комплекса болезней (грибных, бактериальных, вирусных) и внешних факторов среды, воздействующих, в частности, на землянику садовую и специфику ее разнообразных сортов.Known varieties of the method for determining the functional state of biological tissue by measuring the individual components of the total electrical resistance, namely: active, measured at a low frequency, and reactive, measured at a high frequency, and determine their ratio: [Tornuev Yu.V. Khachatryan A.P., Khachatryan R.G., Makhnev V.P., Autumn A.S. Electrical impedance of biological tissues. - M .: VZPI, 1990. - 155 s; RF patent №2102006 C1, IPC АВВ 5/05 Method for assessing the state of biological tissues and a device for its implementation / A.P. Khachatryan, R.G. Khachatryan, G.L. Vereshchagin. - Application No. 96120297/14; declared 10/21/1996; publ. 01/20/1998]. The considered method is universal and quite common. Using this method, the general functional state of a living organism, its tone and vitality are determined [Tarusov B.N. Biophysics - M .: Higher School. - 1968 - 468 p .; Aleinikov A.F., Autumn A.S., Vereshchagin G.L. Portable conductometer "Tonus-2" // Monitoring and diagnostics of agricultural facilities: Collection, scientific. Proceedings - Novosibirsk. - 1981. - S. 16-22], evaluate the quality of animal and vegetable products [RF Patent No. 2552665, IPC: G01N 33/12 Method for determining the quality of meat / A.F. Aleinikov, I.G. Palchikova, B.G. Glyanenko, Yu.V. Cast iron. - Application 2013155421/15; declared 12/12/2013; publ. 06/10/2015: Bull. No. 16], as well as the physiological state of the plant [RF Patent No. 2595850 IPC G01N 33/00. A method for the diagnosis of cut green cuttings to predict their rooting / V.V. Mineev, A.F. Aleinikov, V.A. Zolotarev, O.V. Yelkin. - Application No. 2015126192/15; declared 06/30/2015; publ. 08/27/2016; Bull. No. 24]. But using this method, it is difficult to provide reliable identification of the whole complex of diseases (fungal, bacterial, viral) and external environmental factors that affect, in particular, strawberry and the specifics of its various varieties.
Известен способ определения устойчивости растения к изменению фактора внешней среды, включающий измерение параметра поляризации в процессе последовательного изменения исследуемого фактора и сравнение с параметром поляризации контрольного растения, при этом в качестве параметра поляризации используют поляризационное сопротивление ткани растения и судят об устойчивости растения к изменению фактора внешней среды, сравнивая значения внешнего фактора для контрольного и исследуемого растений, соответствующие моменту резкого уменьшения поляризационного сопротивления [А.с. СССР 1123586, МПК A01G 7/00 Способ определения устойчивости растения к изменению фактора внешней среды / Ф.Г. Олоер, В.Н. Лысиков. - Заявка №360695/30-15; заявл. 16.06.1983; опубл. 15.11.1984; Бюл. №42]. Этот способ, выбранный в качестве прототипа, реализуется с помощью измерительного моста, к которому посредством неполяризующих-ся электродов подключают исследуемый объект. В одну из диагоналей моста подают переменный ток, состоящий из тока высокой частоты (1 МГц) и низкой частоты (10 кГц), с другой диагонали моста электрические сигналы разделяют избирательными усилителями, раздельно демодулируют по фазе и амплитуде и обрабатывают на двух специальных устройствах экстремального уравновешивания измерительного моста по активному и реактивному сопротивлениям.A known method for determining the resistance of a plant to a change in environmental factor, including measuring the polarization parameter in the process of successive changes in the studied factor and comparing with the polarization parameter of the control plant, the polarization resistance of the plant tissue is used as a polarization parameter and the plant resistance to changes in the environmental factor is judged comparing the values of the external factor for the control and the studied plants corresponding to the moment of sharp decrease ia polarization resistance [A.S. USSR 1123586, IPC A01G 7/00 Method for determining the resistance of plants to changes in environmental factors / F.G. Oloer, V.N. Lysikov. - Application No. 360695 / 30-15; declared 06/16/1983; publ. 11/15/1984; Bull. No. 42]. This method, chosen as a prototype, is implemented using a measuring bridge, to which the object under study is connected using non-polarizing electrodes. An alternating current consisting of a high-frequency current (1 MHz) and a low frequency (10 kHz) is supplied to one of the bridge’s diagonals, from the other diagonal of the bridge, the electrical signals are separated by selective amplifiers, separately demodulated in phase and amplitude, and processed on two special extreme balancing devices measuring bridge for active and reactance.
Использование высокочастотного тока через объект исследований требует осуществление мер защиты от электромагнитных помех. Они возникают вследствие действия внешних электромагнитных полей за счет взаимной индуктивности и паразитной емкости, которые всегда имеют место при измерениях. Общеизвестно, что поперечные помехи складываются с выходным сигналом, несущим информацию о поляризационном сопротивлении ткани листа растения [Помехи и борьба с ними. Электронный ресурс. Режим доступа: https://studfiles.net/preview/6715682/page:6/ (дата обращения 04.02.2019)].The use of high-frequency current through the object of research requires the implementation of protective measures against electromagnetic interference. They arise due to the action of external electromagnetic fields due to the mutual inductance and stray capacitance, which always occur during measurements. It is well known that transverse interference is added to the output signal, which carries information about the polarization resistance of the tissue of the plant leaf [Interference and the fight against them. Electronic resource. Access mode: https://studfiles.net/preview/6715682/page:6/ (accessed February 4, 2019)].
Данный способ не обеспечивает достаточной точности измерений поляризационного сопротивления, так как предлагаемые схемы при реализации способа, как правило, содержат индуктивные элементы, которые обуславливают существенные дополнительные погрешности измерения и не позволяют измерить собственное реактивное сопротивления ткани.This method does not provide sufficient accuracy for the measurement of polarization resistance, since the proposed scheme when implementing the method, as a rule, contain inductive elements that cause significant additional measurement errors and do not allow to measure the own reactance of the tissue.
Реализация способа сложна и не обеспечивает необходимой точности измерения параметров поляризации, так как требует прецизионных схем для проведения последовательной процедуры разделения, демодуляции и автоматического уравновешивания входной цепи измерения. Действительно, небольшое несоответствие значений параметров элементов плеч измерительного моста их номинальным значениям и изменение сопротивлений соединительных проводов, изоляции, наличие емкостных связей элементов моста между собой и с внешними предметами приводят к значимым погрешностям измерений сопротивления [Туричин A.M., Новицкий П.В., Левшина Е.С. Электрические измерения неэлектрических величин. - Л.: Энергия. - 1975. - 576 с.]. Для уравновешивания измерительного моста необходимо обеспечить высокую чувствительность моста к измеряемому параметру, чтобы точно установить состояние равновесия моста и осуществить правильное считывание результата. Повышению чувствительности моста способствует увеличение тока низкой частоты на ткань растения. Но сила этого тока не должна превышать значения, при котором происходят необратимые процессы в покровной ткани. В соответствии с общепринятыми рекомендациями для биологической ткани он не должен превышать 10 мкА [Оценка интегрального функционального состояния организма по показателям электрической поляризации ткани: методические рекомендации, РАСХН. Сиб. отд-ние. СибФТИ. - Новосибирск, 1993. - 40 с.].The implementation of the method is complex and does not provide the necessary accuracy of the measurement of polarization parameters, since it requires precision circuits for conducting a sequential separation, demodulation and automatic balancing of the input measurement circuit. Indeed, a small discrepancy between the values of the parameters of the elements of the arms of the measuring bridge to their nominal values and the change in the resistance of the connecting wires, insulation, the presence of capacitive connections of the bridge elements between themselves and with external objects lead to significant errors in the measurement of resistance [Turichin AM, Novitsky P.V., Levshina E .FROM. Electrical measurements of non-electrical quantities. - L .: Energy. - 1975. - 576 p.]. To balance the measuring bridge, it is necessary to ensure high sensitivity of the bridge to the measured parameter in order to accurately establish the equilibrium state of the bridge and to correctly read the result. An increase in the sensitivity of the bridge is facilitated by an increase in the low-frequency current to the plant tissue. But the strength of this current should not exceed the value at which irreversible processes occur in the integumentary tissue. In accordance with generally accepted recommendations for biological tissue, it should not exceed 10 μA [Assessment of the integral functional state of an organism by indicators of tissue electric polarization: guidelines, RAAS. Sib. Separation. SibFTI. - Novosibirsk, 1993. - 40 p.].
Далее известно, что на частоте 10 кГц статическая емкость биологической ткани превышает поляризационную емкость, что снижает информативность сигнала о клеточной проницаемости и наличии ионных потоков через мембраны при их поляризации.It is further known that at a frequency of 10 kHz the static capacity of biological tissue exceeds the polarization capacity, which reduces the information content of the signal about cell permeability and the presence of ion fluxes through membranes during their polarization.
Кроме того, с помощью рассматриваемого способа и устройства, трудно обеспечить достоверную идентификацию конкретной грибной болезни растения по сортовой принадлежности, из-за отсутствия контроля усилия прижима электродов, зависимости биоимпеданса на высокой частоте от температуры и других факторов внешней среды.In addition, using the considered method and device, it is difficult to provide reliable identification of a specific fungal disease of a plant by variety, due to the lack of control of the pressure force of the electrodes, the dependence of bioimpedance at a high frequency on temperature and other environmental factors.
Задачей предполагаемого изобретения является разработка нового метода определения электрических свойств растительной ткани, пригодного для обнаружения и идентификации грибных болезней земляники садовой.The objective of the alleged invention is to develop a new method for determining the electrical properties of plant tissue, suitable for the detection and identification of fungal diseases of strawberry garden.
Техническим результатом при осуществлении заявляемого способа является достоверный и малозатратный неинвазивный метод ранней диагностики к действию биострессора - возбудителя грибных болезней земляники садовой.The technical result in the implementation of the proposed method is a reliable and low-cost non-invasive method of early diagnosis to the action of a biostressor - the causative agent of fungal diseases of strawberry garden.
Технический результат в изобретении достигается тем, что в способе обнаружения грибных болезней земляники садовой, включающем наложение двух неполяризующихся электродов на листья растений и подачу на них переменного электрического тока, последовательное измерение электрического сопротивления ткани листа растений с признаками болезни и сравнение его с электрическим сопротивлением ткани здорового листа растения, измерения проводят на внешней стороне листовых пластин одного растения, отбирая макроскопическим или иным общепринятым методом здоровые листья земляники садовой исследуемого сорта, и измеряют реактивное сопротивление растительной ткани здорового листа Х0 на фиксированной частоте ƒ0, расположенной в области α-дисперсии биоимпеданса ткани и запоминают это значение сопротивления Х0, затем повторяют вышеописанную процедуру измерения и запоминания реактивных сопротивлений растительных тканей Xi на той же частоте ƒ0 на диагностируемых листьях земляники выбранного сорта с предполагаемым поражением грибной болезнью и определяют коэффициент поражения ki=Xi/X0 и, если ki≥1,1, считают, что данное растение подвержено действию биострессора - возбудителя грибных болезней, при этом фиксированную частоту ƒ0 выбирают в диапазоне от 800 до 1200 Гц.The technical result in the invention is achieved by the fact that in a method for detecting fungal diseases of garden strawberries, comprising applying two non-polarizing electrodes to the leaves of the plants and applying alternating electric current to them, sequentially measuring the electrical resistance of the tissue of the plant leaf with signs of the disease and comparing it with the electrical resistance of healthy tissue leaf of a plant, measurements are carried out on the outer side of the leaf plates of one plant, selecting by macroscopic or other generally accepted m With this method, healthy strawberry leaves of the garden variety under study are measured, and the reactive resistance of the plant tissue of the healthy leaf X 0 is measured at a fixed frequency ƒ 0 located in the α-dispersion region of the tissue bio-impedance and the resistance value X 0 is stored, then the above procedure for measuring and storing the plant reactances is repeated tissue X i at the same frequency ƒ 0 on the diagnosed leaves of strawberries of the selected variety with the alleged defeat of the fungal disease and determine the coefficient of damage k i = X i / X 0 and, if k i ≥1,1, it is believed that this plant is subject to the action of a biostressor - the causative agent of fungal diseases, while a fixed frequency of ƒ 0 is chosen in the range from 800 to 1200 Hz.
Такое выполнение способа позволяет в режиме реального времени в полевых условиях осуществлять неинвазивную диагностику грибных болезней. А так как измерения проводят на листовых пластинах одного растения, то на процесс процедуры измерения не будет оказывать различие в химическом составе почвы контрольного и диагностируемого растения, изменения влажности почвы, интенсивность транспирации растения и др., что позволит снизить дополнительные погрешности измерения сопротивления ткани за счет воздействия этих влияющих величин и факторов.This embodiment of the method allows in real time in the field to carry out non-invasive diagnosis of fungal diseases. And since the measurements are carried out on the leaf plates of one plant, the difference in the chemical composition of the soil of the control and diagnosed plants, changes in soil moisture, the transpiration rate of the plant, etc., will not be exerted on the measurement procedure, which will reduce additional errors in measuring tissue resistance due to the effects of these influencing quantities and factors.
Важно отметить то, что в процедуре измерения исключается высокочастотное воздействие на ткань растения - источника дополнительных погрешностей измерения информативного параметра. В данном способе используют низкочастотное воздействие в области α-дисперсии биоимпеданса ткани и измеряют реактивное сопротивление ткани. Наличие поляризационной емкости является характерным свойством живых биологических тканей [Тарусов Б.Н. Биофизика - М.: Высшая школа. - 1968 - 468 с.]. При α-дисперсии происходит поляризация целых клеток в результате диффузии ионов, что занимает относительно большое время. В этой области емкостное сопротивление мембран очень велико, поэтому преобладают токи, огибающие клетки и протекающие через окружающие клетки растворы электролитов. Это позволяет повысить чувствительность метода к воздействию возбудителя грибной болезни растения и на ранних стадиях ее обнаруживать.It is important to note that the measurement procedure excludes high-frequency effects on plant tissue - a source of additional measurement errors of an informative parameter. In this method, a low-frequency effect is used in the region of α-dispersion of tissue bio-impedance and tissue reactance is measured. The presence of polarization capacity is a characteristic property of living biological tissues [Tarusov B.N. Biophysics - M .: Higher School. - 1968 - 468 p.]. With α-dispersion, the polarization of whole cells occurs as a result of ion diffusion, which takes a relatively long time. In this area, the capacitive resistance of the membranes is very high, so currents that envelope the cells and electrolyte solutions flowing through the surrounding cells predominate. This allows you to increase the sensitivity of the method to the effects of the causative agent of the fungal disease of the plant and to detect it in the early stages.
Действительно, в результате воздействия биострессора, в том числе и гриба Ramularia tulasnei Sacc, нарушается нормальное взаимодействие между отдельными компонентами клетки, вследствие чего в ней возникают патологические реакции с образованием токсичных веществ, что вызывает изменение поляризационных свойств растительной ткани.Indeed, as a result of exposure to the biostressor, including the Ramularia tulasnei Sacc fungus, the normal interaction between the individual components of the cell is disrupted, as a result of which pathological reactions arise with the formation of toxic substances, which causes a change in the polarization properties of plant tissue.
Существенно, что значения реактивных сопротивлений здоровых листьев запоминают для всей разновидности сортов земляники и постоянно используют в течение длительного времени для сравнения с реактивным сопротивлением исследуемого растения. Это позволяет достигнуть технического результата предлагаемого способа, т.е. повышения достоверности ранней диагностики грибных болезней земляники различных сортов за непродолжительное время, и детально проследить за историей развития конкретной грибной болезни. Последнее важно для разработки новых стратегий мероприятий по защите конкретных растений от грибных болезней, так как в данном случае возможно осуществление математической обработки результатов массива данных сравнения с известным состоянием здорового растения, а также выявление тенденции развития конкретной болезни в течение всего вегетационного периода.It is significant that the reactance values of healthy leaves are remembered for the whole variety of strawberry varieties and are constantly used for a long time to compare with the reactance of the studied plant. This allows you to achieve a technical result of the proposed method, i.e. increase the reliability of the early diagnosis of fungal diseases of strawberries of various varieties for a short time, and trace in detail the history of the development of a specific fungal disease. The latter is important for the development of new strategies for the protection of specific plants from fungal diseases, since in this case it is possible to carry out mathematical processing of the results of an array of data of comparison with the known state of a healthy plant, as well as to identify trends in the development of a specific disease throughout the growing season.
На фиг. 1 изображены графики зависимости реактивного сопротивления X (Ом) здоровых и подвегнутых воздействию гриба Ramularia tulasnei Sacc листьев земляники сорта Фея от частоты ƒ (Гц) при степени поражения 26-28% листовой поверхности, на фиг. 2 - графики зависимости реактивного сопротивления X (Ом) здоровых и подвегнутых воздействию гриба Ramularia tulasnei Sacc листьев земляники сорта Фея от частоты ƒ (Гц) при степени поражения 11-12% листовой поверхности, на фиг. 3 - графики зависимости реактивного сопротивления X (Ом) здоровых и подвегнутых воздействию гриба Ramularia tulasnei Sacc листьев земляники сорта Фея от частоты ƒ (Гц) при степени поражения 3-5% листовой поверхности, на фиг. 4 - графики зависимости реактивного сопротивления X (Ом) здоровых и подвегнутых воздействию гриба Ramularia tulasnei Sacc листьев земляники сорта Элиани от частоты ƒ (Гц) при степени поражения 26-28% листовой поверхности, на фиг. 5 - графики зависимости реактивного сопротивления X (Ом) здоровых и подвегнутых воздействию гриба Ramularia tulasnei Sacc листьев земляники сорта Элиани от частоты ƒ (Гц) при степени поражения 11-12% листовой поверхности, на фиг. 6 - графики зависимости реактивного сопротивления X (Ом) здоровых и подвегнутых воздействию гриба Ramularia tulasnei Sacc листьев земляники сорта Элиани от частоты ƒ (Гц) при степени поражения 3-5% листовой поверхности, на фиг. 7 - графики зависимости реактивного сопротивления X (Ом) здоровых и подвегнутых воздействию гриба Ramularia tulasnei Sacc листьев земляники сорта Вима Тарда от частоты ƒ (Гц) при степени поражения листовой поверхности 26-28%, на фиг. 8 - графики зависимости реактивного сопротивления X (Ом) здоровых и подвегнутых воздействию гриба Ramularia tulasnei Sacc листьев земляники сорта Вима Тарда от частоты ƒ (Гц) при степени поражения листовой поверхности 11-12%, на фиг. 9 - графики зависимости реактивного сопротивления X (Ом) здоровых и подвегнутых воздействию гриба Ramularia tulasnei Sacc листьев земляники сорта Вима Тарда от частоты ƒ (Гц) при степени поражения листовой поверхности 3-5%.In FIG. 1 shows graphs of the dependence of the reactance X (Ohm) of leaves of strawberries of the Fairy variety Fairy healthy and exposed to the action of the fungus Ramularia tulasnei Sacc on the frequency ƒ (Hz) with a degree of damage of 26-28% of the leaf surface, FIG. 2 - graphs of the dependence of the reactance X (Ohm) of leaves of strawberries of the Fairy variety Fairy healthy and exposed to the action of the fungus Ramularia tulasnei Sacc on the frequency ƒ (Hz) with a degree of damage of 11-12% of the leaf surface, FIG. 3 - graphs of the dependence of the reactance X (Ohm) of leaves of strawberries of the Fairy variety Fairy healthy and exposed to the action of the fungus Ramularia tulasnei Sacc on the frequency ƒ (Hz) with a degree of damage of 3-5% of the leaf surface, FIG. 4 - graphs of the dependence of the reactance X (Ohm) of healthy and exposed to the fungus Ramularia tulasnei Sacc leaves of strawberries of the Elliani variety from frequency ƒ (Hz) with a degree of damage of 26-28% of the leaf surface, in FIG. 5 is a graph of the reactance X (Ohm) of healthy and exposed to the fungus Ramularia tulasnei Sacc leaves of Strawberry Elliani varieties versus frequency ƒ (Hz) with a degree of damage of 11-12% of the leaf surface, FIG. 6 - graphs of the dependence of the reactance X (Ohm) of healthy and exposed to the fungus Ramularia tulasnei Sacc leaves of Strawberry Elliani variety on frequency ƒ (Hz) with a degree of damage of 3-5% of the leaf surface, in FIG. 7 - graphs of the dependence of the reactance X (Ohm) of leaves of wild strawberries of the Vima Tarda variety healthy and exposed to the fungus Ramularia tulasnei Sacc on the frequency частоты (Hz) with a degree of damage to the leaf surface of 26-28%, in FIG. 8 is a graph of the dependence of the reactance X (Ohm) of leaves of wild strawberry cultivar Vima Tarda healthy and exposed to the action of the fungus Ramularia tulasnei Sacc on the frequency ƒ (Hz) with a degree of damage to the leaf surface of 11-12%, in FIG. 9 - graphs of the dependence of the reactance X (Ohm) of healthy and exposed to the fungus Ramularia tulasnei Sacc leaves of wild strawberries of the variety Vima Tarda on the frequency ƒ (Hz) with a degree of damage to the leaf surface of 3-5%.
Способ обнаружения воздействия биострессора - возбудителя грибных болезней земляники садовой реализуется в последовательности действий, изложенной ниже.A method for detecting the effects of a biostressor - the causative agent of fungal diseases of garden strawberries is implemented in the sequence of actions described below.
Отбирают макроскопическим или иным общепринятым методом здоровые листья земляники садовой выбранного сорта и с помощью двух неполяризующихся электродов, смазанных электропроводным гелем, прижатых с заданным усилием к внешней стороне листовых пластин и подключенных к портативному импедансметру, измеряют их реактивное сопротивление Х0 на фиксированной частоте ƒ0 в диапазоне от 800 до 1200 Гц. Затем измеряют реактивное сопротивление листа диагностируемого растения того же сорта Xi и определяют коэффициент поражения ki=Xi/X0. Если ki≥1,1, считают, что данное растение подвержено действию биострессора - возбудителя грибных болезней.Healthy leaves of strawberries of the selected variety are selected using a macroscopic or other generally accepted method and, using two non-polarizing electrodes, lubricated with an electrically conductive gel, pressed with a predetermined force to the outside of the leaf plates and connected to a portable impedance meter, their reactance X 0 is measured at a fixed frequency ƒ 0 v range from 800 to 1200 Hz. Then measure the reactance of the leaf of the diagnosed plant of the same variety X i and determine the coefficient of damage k i = X i / X 0 . If k i ≥1,1, it is believed that this plant is subject to the action of a biostressor - the causative agent of fungal diseases.
Для подтверждения способа нами проведено в период с 09.08.2018 по 23.08.2018 его практическое опробование на здоровых и подверженных воздействию гриба Ramularia tulasnei Sacc - возбудителя белой пятнистости - листьях земляники садовой сортов Фея, Элиани и Вима Тарда, выращенной в горшочках на биополигоне СибФТИ СФНЦА РАН, расположенном в р.п. Краснообск, Новосибирской области. Географические координаты: широта - 54°55'11'' N; долгота - 82°59'27'' Е; высота над уровнем моря - 114,0 м. Земельный участок расположен в лесостепи Новосибирского Приобья. Состав почвы с преобладанием выщелочного среднемощного чернозема. Климат - континентальный, умеренно прохладный, умеренно засушливый со среднегодовым количеством осадков 425 мм.To confirm the method, we carried out in the period from 08/09/2018 to 08/23/2018 its practical testing on healthy and exposed to the fungus Ramularia tulasnei Sacc - the causative agent of white spotting - leaves of wild strawberry varieties Feya, Eliani and Vima Tarda, grown in pots on the SibFTI Siberian Scientific and Technical Physics Center RAS, located in r.p. Krasnoobsk, Novosibirsk region. Geographical coordinates: latitude - 54 ° 55'11 '' N; Longitude - 82 ° 59'27 '' E; height above sea level - 114.0 m. The land plot is located in the forest-steppe of Novosibirsk Priobye. Soil composition with a predominance of alkaline medium-power chernozem. The climate is continental, moderately cool, moderately arid with an average annual rainfall of 425 mm.
Практическое опробование проводят следующим образом. Из партии растений (кустов) земляники садовой выбранного сорта производят контрольную выборку в количестве не менее 25 растений (каждое растение содержит до 5 ветвей и по 3 листа на ветви). Отбирают необходимое количество здоровых и больных грибной болезнью листьев растений. Здоровые листья определяют макроскопическим методом с помощью трех экспертов. Степень поражения растения рамуляриозом (белой пятнистостью) определяют в фазе плодоношения путем фотографирования исследуемого листа, получения скана изображения и применения программы для анализа графических файлов с интегрированным редактором - ImageJ, для соответствующей обработки изображения на персональном компьютере. Для сортов Фея, Элиани и Вима Тарда выбирают три степени поражения поверхности листа: 26-28%; 11-12%; 3-5%.Practical testing is carried out as follows. From a batch of plants (bushes) of wild strawberries of the selected variety, a control sample of at least 25 plants is made (each plant contains up to 5 branches and 3 leaves per branch). The required amount of healthy and sick leaves of plants is selected. Healthy leaves are determined by the macroscopic method with the help of three experts. The degree of damage to the plant with ramulariosis (white spotting) is determined in the fruiting phase by photographing the test leaf, obtaining an image scan and using the program for analyzing graphic files with an integrated editor - ImageJ, for appropriate image processing on a personal computer. For the varieties Fairy, Eliani, and Wim Tard, three degrees of damage to the leaf surface are chosen: 26-28%; 11-12%; 3-5%.
На листовую поверхность выбранных сортов земляники садовой с наружной стороны налагают два неполяризующихся чашечковых электрода H124SG диаметром 8 мм фирмы COVIDIEN (США) на расстоянии 4 мм друг от друга с постоянным усилием прижима их к поверхности листа, которое обеспечивают с помощью зажимов типа «прищепка». Для уменьшения контактного сопротивления между электродами и поверхностью листа электроды смазывают электродным гелем «Акугель-Электро» производства ООО «МедиКрафт» (Россия).Two non-polarizing H124SG cup electrodes of 8 mm diameter from COVIDIEN firm (USA) are applied on the sheet surface of selected varieties of strawberry from the outside at a distance of 4 mm from each other with a constant force of pressing them to the surface of the sheet, which is provided using clamps of the “clothespin” type. To reduce the contact resistance between the electrodes and the surface of the sheet, the electrodes are lubricated with an Akugel-Electro electrode gel manufactured by MediKraft LLC (Russia).
Далее, электроды подключают к прибору «Импедансметр Z-1500J» производства ООО «Элине» (Россия) и проводят измерения реактивных сопротивлений Х0 и Xi растительной ткани здоровых и больных листьев растений в частотном диапазоне от 50 Гц до 500 кГц (для достоверного подтверждения экстремума зависимости реактивного сопротивления здоровой и пораженной биострессором растительной ткани листа растения от частоты) с амплитудами переменного тока не более 10 мкА. При необходимости для уменьшения случайной составляющей погрешности измерения повторяют многократно. По методике прямых измерений [ГОСТ 8.207-76. ГСИ. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений] проводят обработку результатов наблюдений. По методике косвенных измерений [МИ 2083-90. ГСИ. Измерения косвенные. Определение результатов измерений и оценивание их погрешностей] определяют коэффициент поражения ki=Xi/X0. Если ki≥1,1, считают, что данное растение подвержено действию биострессора - возбудителя грибных болезней.Further, the electrodes are connected to the Impedancemeter Z-1500J device manufactured by Eline LLC (Russia) and the reactances X 0 and X i of the plant tissue of healthy and diseased plant leaves are measured in the frequency range from 50 Hz to 500 kHz (for reliable confirmation extremum of the dependence of the reactance of healthy and biostressor-affected plant tissue of a plant leaf on frequency) with AC amplitudes of not more than 10 μA. If necessary, to reduce the random component of the error, the measurements are repeated many times. By the method of direct measurements [GOST 8.207-76. GSI. Direct measurements with multiple observations. Methods of processing the results of observations] carry out processing of the results of observations. By the method of indirect measurements [MI 2083-90. GSI. The measurements are indirect. Determination of measurement results and assessment of their errors] determine the coefficient of damage k i = X i / X 0 . If k i ≥1,1, it is believed that this plant is subject to the action of a biostressor - the causative agent of fungal diseases.
Результаты измерения реактивных сопротивлений растительных тканей здоровых и больных листьев земляники садовой трех сортов представлены на фиг. 1-9 и показывают следующее.The results of measuring the reactance of plant tissues of healthy and diseased leaves of strawberries of three varieties are presented in FIG. 1-9 and show the following.
Экстремум зависимости реактивного (емкостного) сопротивления здоровой и пораженной биострессором (грибом Ramularia tulasnei Sacc) растительной ткани листа от частоты находится в районе частоты ƒ0=1000 Гц (на фиг. 1-9 показано пунктирной линией) для всех трех сортов земляники садовой. Коэффициенты ki=Xi/X0 больных листьев в точках экстремума для сорта Фея степени поражения 26-28%, 11-12%) и 3-5%, соответственно составили k1=2,2; 1,6; 1.34; - для сорта Элиани - k2=1,9; 1,5; 1, 17; - для сорта Вима Тарда - k3=1,8; 1,36; 1,2.The extreme dependence of the reactive (capacitive) resistance of a healthy and biostressor (Ramularia tulasnei Sacc fungus) plant leaf tissue on the frequency is in the frequency region ƒ 0 = 1000 Hz (Fig. 1-9 is shown by a dashed line) for all three varieties of strawberry. The coefficients k i = X i / X 0 of the diseased leaves at the points of extremum for the Fairy variety of degree of damage of 26-28%, 11-12%) and 3-5%, respectively, were k 1 = 2.2; 1.6; 1.34; - for the variety Eliani - k 2 = 1.9; 1.5; 1, 17; - for the variety Vima Tarda - k 3 = 1.8; 1.36; 1,2.
Учитывая то, что индуктивностью электрических проводников электродов можно пренебречь, значение реактивного сопротивления характеризует поляризационную емкость соответствующей ткани.Given the fact that the inductance of the electrical conductors of the electrodes can be neglected, the value of reactance characterizes the polarization capacitance of the corresponding tissue.
При поражении земляники возбудителем на этой частоте увеличивается значение реактивного сопротивления. Это объясняется следующим. При повреждении ткани грибом-возбудителем, вследствие гибели клеток происходит выравнивание ионов натрия и калия по обе стороны мембраны, ткань постепенно утрачивает способность к поляризации и составляющая реактивного сопротивления поляризационной емкости увеличивается [Тарусов Б.Н. Биофизика - М.: Высшая школа. - 1968 - 468 с.].With the defeat of strawberries by the pathogen at this frequency, the value of reactance increases. This is explained by the following. If the tissue is damaged by the pathogen fungus due to cell death, the sodium and potassium ions are aligned on both sides of the membrane, the tissue gradually loses its ability to polarize, and the component of the reactance of the polarization capacity increases [Tarusov B.N. Biophysics - M .: Higher School. - 1968 - 468 p.].
На основании анализа результатов исследований можно утверждать, что заявляемый способ обнаружения грибных болезней земляники садовой имеет высокую чувствительность к последствиям действия возбудителя грибной болезни, не требует много времени и достоверен, имеет широкие функциональные возможности, а также прост в технической реализации. Для реализации способа не обязательно использовать приведенный прецизионный широкополосный измеритель импеданса, который применялся при исследовании ткани листьев земляники садовой.Based on the analysis of the research results, it can be argued that the inventive method for the detection of fungal diseases of garden strawberries is highly sensitive to the effects of the pathogen of the fungal disease, does not require much time and is reliable, has wide functional capabilities, and is also simple in technical implementation. To implement the method, it is not necessary to use the given precision broadband impedance meter, which was used to study the tissue of leaves of strawberry garden.
Устройство для осуществления предлагаемого способа может быть реализовано в микроэлектронном исполнении, например, генератор низкой частоты может быть выполнен на микросхеме КР1446УД1, аналого-цифровой преобразователь - на микросхеме ICL 7106; модуль памяти - на микросхеме FM24C64; микроконтроллер - на микросхеме PIC16F876, дисплей - на базе жидкокристаллического индикатора LCD ITS [URL: http://www.alldatasheet.com].A device for implementing the proposed method can be implemented in microelectronic design, for example, a low-frequency generator can be performed on a KR1446UD1 chip, an analog-to-digital converter on an ICL 7106 chip; memory module - on the FM24C64 chip; the microcontroller is based on the PIC16F876 chip, the display is based on the LCD ITS LCD [URL: http://www.alldatasheet.com].
Все данные о состояния ткани здорового растения исследуемых сортов единовременно могут быть занесены в модуль памяти устройства и тогда отпадет необходимость периодических измерений реактивного сопротивления на контрольном здоровом листе растении, так как эти значения будут заранее измерены и запомнены для всего многообразия сортов земляники садовой.All data on the state of the tissue of a healthy plant of the studied varieties at one time can be entered into the memory module of the device and then there will be no need for periodic measurements of reactance on the control healthy leaf of the plant, since these values will be pre-measured and stored for the whole variety of varieties of wild strawberry.
На базе указанных микросхем несложно реализовать автономный, портативный, малогабаритный прибор для неинвазивного обнаружения грибных болезней земляники садовой, непосредственно на плантациях.On the basis of these microcircuits, it is easy to implement an autonomous, portable, small-sized device for the non-invasive detection of fungal diseases of garden strawberries, directly on plantations.
Перспективна реализация предлагаемого способа и на базе имеющихся у большинства населения средств хранения, обработки и индикации полученных результатов - смартфонов.The implementation of the proposed method is perspective and on the basis of the means of storage, processing and indication of the results obtained by the majority of the population — smartphones.
В настоящее время в мире уже используют смартфоны не только в качестве универсальных средств измерений, таких как шумомер, дальномер, виброметр, металлодетектор, прибор для измерения освещенности, длины, площади, уровня, измерения скорости движущихся объектов и др., но и в качестве «диагностического центра» индивидуального здоровья путем его превращения в тонометр, термометр, глюкометр, электрокардиограф и устройство для измерения функционального состояния по биоимпедансу живой ткани [Алейников А.Ф., Барилло Д.В. Определение качества продуктов с помощью смартфона // Пища, экология, качество: труды XIV междунар. науч-но-практ. конф. (Новосибирск, 8-10 ноября 2017 г.). - Новосибирск: Золотой колос, 2017. - С. 36-40].Currently, smartphones are already used in the world not only as universal measuring instruments, such as a sound level meter, rangefinder, vibrometer, metal detector, a device for measuring illumination, length, area, level, measuring the speed of moving objects, etc., but also as " diagnostic center ”of individual health by converting it into a tonometer, thermometer, glucometer, electrocardiograph and a device for measuring the functional state by bioimpedance of living tissue [Aleinikov AF, Barillo DV Determining the quality of products using a smartphone // Food, ecology, quality: proceedings of the XIV int. scientific but practical. conf. (Novosibirsk, November 8-10, 2017). - Novosibirsk: Golden Ear, 2017. - S. 36-40].
Для осуществления предлагаемого способа обнаружения грибных болезней на базе смартфона необходимо снабдить его специальным гаджетом для воздействия на растение гармоническим низкочастотным сигналом и получения выходного сигнала с растения. Затем создать программным путем приложение для смартфона для обеспечения процедур измерения, хранения, обработки и индикации полученных результатов.To implement the proposed method for the detection of fungal diseases on the basis of a smartphone, it is necessary to equip it with a special gadget to influence the plant with a harmonic low-frequency signal and obtain an output signal from the plant. Then programmatically create a smartphone application to provide procedures for measuring, storing, processing and displaying the results.
Предлагаемый способ позволит повысить достоверность раннего неинвазивного обнаружения грибных болезней непосредственно в полевых условиях, прост в реализации и малозатратен.The proposed method will improve the reliability of early non-invasive detection of fungal diseases directly in the field, is easy to implement and low cost.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019120719A RU2714324C1 (en) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | Method for detection of wild strawberry fungal diseases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019120719A RU2714324C1 (en) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | Method for detection of wild strawberry fungal diseases |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2714324C1 true RU2714324C1 (en) | 2020-02-14 |
Family
ID=69625835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019120719A RU2714324C1 (en) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | Method for detection of wild strawberry fungal diseases |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2714324C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2769994C1 (en) * | 2021-02-25 | 2022-04-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) | Method for monitoring dynamics of development of fungus disease of garden strawberry |
| RU2793973C1 (en) * | 2022-05-25 | 2023-04-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) | Method for diagnosing fungal diseases of pine strawberry |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1123586A1 (en) * | 1983-06-16 | 1984-11-15 | Отдел Генетики Растений Ан Мсср | Method of determining the stability of plant to change environment factor |
| RU2389173C1 (en) * | 2008-12-08 | 2010-05-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства Россельхозакадемии (ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии) | Method of garden strawberry growing |
| RU2010107561A (en) * | 2010-03-03 | 2011-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью"Фрагария" (RU) | METHOD FOR FORMING HIGH-PRODUCTIVE STRAWBERRY SEEDS |
| CN102944584A (en) * | 2012-12-07 | 2013-02-27 | 南京农业大学 | Early detection method of common diseases of strawberry by smell sensor |
| RU2012123311A (en) * | 2012-06-05 | 2013-12-10 | Государственное научное учреждение Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук | METHOD FOR PROTECTING GARDEN STRAWBERRY DURING WINTER PERIOD UNDER CONDITIONS OF CRYOLITZONE |
| RU2616835C1 (en) * | 2016-04-15 | 2017-04-18 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Method for growing strawberry seedlings in protected ground |
-
2019
- 2019-07-01 RU RU2019120719A patent/RU2714324C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1123586A1 (en) * | 1983-06-16 | 1984-11-15 | Отдел Генетики Растений Ан Мсср | Method of determining the stability of plant to change environment factor |
| RU2389173C1 (en) * | 2008-12-08 | 2010-05-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства Россельхозакадемии (ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии) | Method of garden strawberry growing |
| RU2010107561A (en) * | 2010-03-03 | 2011-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью"Фрагария" (RU) | METHOD FOR FORMING HIGH-PRODUCTIVE STRAWBERRY SEEDS |
| RU2012123311A (en) * | 2012-06-05 | 2013-12-10 | Государственное научное учреждение Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук | METHOD FOR PROTECTING GARDEN STRAWBERRY DURING WINTER PERIOD UNDER CONDITIONS OF CRYOLITZONE |
| CN102944584A (en) * | 2012-12-07 | 2013-02-27 | 南京农业大学 | Early detection method of common diseases of strawberry by smell sensor |
| RU2616835C1 (en) * | 2016-04-15 | 2017-04-18 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Method for growing strawberry seedlings in protected ground |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2769994C1 (en) * | 2021-02-25 | 2022-04-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) | Method for monitoring dynamics of development of fungus disease of garden strawberry |
| RU2793973C1 (en) * | 2022-05-25 | 2023-04-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) | Method for diagnosing fungal diseases of pine strawberry |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Meiqing et al. | Diagnosis and detection of phosphorus nutrition level for Solanum lycopersicum based on electrical impedance spectroscopy | |
| Cseresnyés et al. | Electrical impedance and capacitance method: a new approach for detection of functional aspects of arbuscular mycorrhizal colonization in maize | |
| Liu et al. | Electrical impedance spectroscopy (EIS) in plant roots research: a review | |
| US10765352B2 (en) | Multi-sensor non-invasive blood glucose monitoring instrument based on impedance spectroscopy-optical method | |
| Cseresnyés et al. | Application of electrical capacitance method for prediction of plant root mass and activity in field-grown crops | |
| Tomkiewicz et al. | A plant based sensing method for nutrition stress monitoring | |
| CN106718363B (en) | Irrigation test method and test platform for fine agriculture | |
| Meiqing et al. | Early diagnosis and monitoring of nitrogen nutrition stress in tomato leaves using electrical impedance spectroscopy | |
| US20020165464A1 (en) | Assessment of organs for transplant, xenotransplant, and predicting time of death | |
| Marcos-Filho et al. | Assessment of melon seed vigour by an automated computer imaging system compared to traditional procedures | |
| Azzarello et al. | Electrochemical impedance spectroscopy | |
| Westworth et al. | Application of FTIR-ATR spectroscopy to detect salinity response in Beauty Leaf Tree (Calophyllum inophyllum L) | |
| Repo et al. | Assessment of frost damage in mycorrhizal and non-mycorrhizal roots of Scots pine seedlings using classification analysis of their electrical impedance spectra | |
| Hussain et al. | Electrical impedance spectroscopy in plant biology | |
| RU2714324C1 (en) | Method for detection of wild strawberry fungal diseases | |
| WO2021078453A1 (en) | Method for determining a relative change in a sap flow density in a vascular plant, software program, and measurement arrangement | |
| Repo | Influence of different electrodes and tissues on the impedance spectra of Scots pine shoots | |
| Randriamandimbisoa et al. | Electrical response of plants to environmental stimuli: A short review and perspectives for meteorological applications | |
| CN103889211A (en) | Management method and management system for biomass at plant harvest | |
| RU2793973C1 (en) | Method for diagnosing fungal diseases of pine strawberry | |
| RU2769994C1 (en) | Method for monitoring dynamics of development of fungus disease of garden strawberry | |
| Pérez-López et al. | Influence of different cultivars–locations on maximum daily shrinkage indicators: Limits to the reference baseline approach | |
| RU2305930C2 (en) | Method for diagnosing of adaptability potential of fruit crop sorts | |
| RU2653016C2 (en) | Method of the grapes frost resistance determining | |
| Reynolds et al. | Rapid Drought Stress Detection in Plants Using Bioimpedance Measurements and Analysis |