Využití termometrie v rostlinné výrobě

Měření teploty jako faktoru vyjadřujícího kvantitativní a kvalitativní procesy v rámci zemědělské výroby a v potravinářském průmyslu je již standardní záležitostí. Dosavadní metody však vycházejí z konvenčních kontaktních metod využívajících termočlánky, teploměry, termistory apod., které v určitých případech poskytují pouze omezené možnosti použití. Problematické je jejich uplatnění zejména pro dokumentaci teploty na větších zájmových územích (např. části krajiny, půdní bloky, pokusné parcely apod.), či naopak podrobné monitorování rostlin nebo rostlinných orgánů, včetně jejich anatomie a morfologie.

Z těchto a dalších důvodů je proto věnována značná pozornost tzv. bezkontaktním metodám stanovení teploty, kam patří i technika infračervené termometrie. Měření probíhá na základě záznamu vyzařovaného infračerveného záření v rozmezí vlnových délek od 3 do 14 µm. Toto záření vyzařují všechny objekty s teplotou vyšší než absolutní nula. Zaznamenaný vyzařovací diagram povrchové teploty je převeden do viditelného obrazového výstupu, termogramu. Metoda se vyznačuje vyšším časovým a prostorovým rozlišením vůči konvenčním způsobům a zajišťuje tvorbu teplotních map. Spíše je však vnímána jako jakostní určení teploty povrchu než kvantitativní měření. Vysoká rozlišovací schopnost metody umožňuje detailní sledování hodnocených povrchů (obr. 1).

Fitness rostliny 

Termometrická měření se využívají pro stanovení stresových reakcí u rostlin. Primární reakcí rostlin na stresové faktory je změna fyziologicko-chemických reakcí, které následně vedou i k vizuálně dobře pozorovatelným anatomicko-morfologickým změnám (např. vadnutí, nekrózy, zpomalení růstu apod.). Rostlinné orgány a jejich struktura se vyznačují rozdílným obsahem vody, což má vliv na jejich tepelné vlastnosti a zároveň je teplota eurytermních rostlin ovlivněna transpiračními procesy.

Proto jsou termometrická měření velmi často využívána pro stanovení vodního stresu, jehož důsledkem je omezení transpirace rostliny z důvodu uzavření průduchů, což se projeví zvýšením povrchové teploty listů. U jednotlivých rostlinných druhů jakož i u jednotlivých podruhů jsou však projevy rozdílné. Obecně je pokles transpirace u rostlin v důsledku nedostatku vody výraznější než pokles intenzity fotosyntézy. Obrázek 2 dokumentuje pokles povrchové teploty listů ozimé řepky v laboratorních podmínkách v závislosti na době omezení příjmu vody a následnou reakci rostliny po zalití vodou.

Termometrická měření jsou využitelná i při stanovení napadení rostlin škodlivými činiteli. Přítomnost škodlivého činitele však musí být spojená s negativním ovlivněním transpiračních procesů rostliny, které se projeví změnou povrchové teploty rostliny. V pozdějších fázích napadení rostlin, které jsou spojeny s poškozením listového aparátu, např. žloutnutím, tvorbou nekróz apod., lze stanovit míru poškození rostliny. Na počátku vlivu stresového působení škodlivého činitele se spíše jako vhodnější jeví spektrometrické metody.

Ovlivnění transpiračních procesů rostlin může být spojeno s aplikací herbicidů či jiných chemických látek. Z hlediska účinku chemických látek na rostliny se jedná o samotný proces vlivu aplikace na fyziologické projevy rostliny, zejména v souvislosti s chemickými procesy v rostlině. Tyto procesy mohou být spojeny s omezenou funkcí autoregulačních procesů spojených např. s porušením systémů ovlivňujících otevírání a uzavírání průduchů.

Obrázek 3 znázorňuje vliv aplikace rozdílných herbicidů na rostliny slunečnice roční, použité jako testovací rostliny, v závislosti na době po aplikaci. Primárně se aplikace herbicidů projevila výrazným poklesem povrchové teploty vůči kontrole v důsledku otevření průduchů. S nárůstem doby po aplikaci se teplota rostlin začala přibližovat teplotě prostředí v důsledku narušení fyziologických procesů rostlin.

Z obrázku 4 je patný rozdílný postupný účinek herbicidu Roundup na vegetaci před obnovou chmelnice. Červená barva (nejteplejší plochy) odpovídá povrchu půdy. Oranžová až žlutá barva zachycuje již odumírající plevele, především jednoleté druhy rostoucí v meziřadí. Obrůstající rostliny chmele a rostliny pcháče rolního, které se nacházely v době aplikace na hrůbcích, vykazují na snímku zelenou a modrou barvu (chladnější plochy) z důvodu pomalejšího účinku herbicidu.

Doc. Ing. Václav Brant, Ph.D., doc. Ing. Milan Kroulík, Ph.D., Ing. Michaela Škeříková, Ing. Petr Zábranský, Ph.D., Česká zemědělská univerzita v Praze, Ing. Jan Sova, Workswell, s. r. o., Ing. Jan Lukáš, Ph.D., Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i.*

 

Celý článek najdete v časopise Mechanizace zemědělství 5/2017.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *