Классический Фитомониторинг

Фитомониторинг - непрерывная регистрация динамики физиологических процессов различного характера в контрольном растении с помощью системы высокочувствительных микродатчиков.

В 50-х годах прошлого столетия в лаборатории "Биокибернетики" (руководитель В.Г. Карманов) были начаты исследования, посвященные изучению возможностей автоматической регистрации различных физиологических процессов, протекающих в интактном растении. Целью этих исследований было создание автоматизированных систем управления их жизнедеятельностью.

Такой подход стал возможным благодаря тому, что разработанные датчики, в силу своей миниатюрности и высокой чувствительности, не влияют на обычный ход физиологических процессов. Чаще всего используются датчики микроизменений размеров различных органов растений (диаметра стебля, ствола, толщины листа и т.д.), позволяющие судить о росте и тургоре, а так же датчики - индикаторы водного потока (в черешке листа, стеблях, стволах и т.д.), позволяющие судить о динамике водного потока в этих органах. Непрерывный мониторинг - в течение всего периода вегетации - физиологических параметров растений при помощи этих микродатчиков одновременно с мониторингом климатических параметров (влажность и температура почвенного субстрата, влажность и температура воздуха) позволил выявить основные принципы классического Фитомониторинга. Рост и водный режим растения при этом выступают как естественные маркеры функционального состояния контрольного растения.

С технической измерительной точки зрения в "классическом Фитомониторинге" управление климатическими параметрами (в частности параметрами водного режима) осуществляется по уровню сигнала от датчиков с растения.

Например, если растение имеет плоды, то анализ водного режима целесообразно начинать с анализа суточного хода размера плода. Если плод начинает уменьшаться, то растение явно испытывает стресс. В большинстве своем это водный стресс, и в этом случае следует искать причину стресса, используя соответствующие алгоритмы диагностики. Эти же алгоритмы используются и для растения без плодов.

В том случае, если корневая система находится в почве (почвенном субстрате), то достаточно использовать регистраторы её влажности. Если увлажнение корневой системы организовано с помощью других технических решений (без почвенного субстрата), то доступность влаги корневой системе определяется по алгоритму:

dS/dt=0 или dS/dt>0 при сохранении dD/dt>0 с дополнительным условием sign(dD/dt_*dS/dt)>0,

Дополнительное условие показывает, что знак произведения dD/dt и dS/dt должен быть положительным.