В настоящее время в сельскохозяйственной науке и практике получают дальнейшее распространение новые методы исследования на основе последних достижений научно-технического прогресса.
В этом отношении большой интерес представляет изучение физико-химических свойств и процессов, присущих культурным растениям, биофизическими методами с помощью портативных электронных приборов и другой современной аппаратуры.
Метод исследования импеданса или электропроводности различных биологических объектов уже давно нашел практическое применение в, биологии и медицине для исследования функционального состояния ткани. Это наиболее тонкий тест, мгновенно отражающий даже самые минимальные отклонения от нормы, дает весьма ценную информацию задолго до появления первых признаков повреждения животной или растительной ткани. Наряду с другими методами метод импеданса как электрометрический метод (измерение полного сопротивления ткани или электропроводности вытяжек из них) может быть использован для получения информации о физикохимической структуре клеток и ткачи, для изучения их биофизических свойств и функционального состояния и разработки на этой основе вопросов диагностики и прогнозирования при выращивании и хранении. Метод импеданса может быть с успехом применен и в селекционно-генетической практике при работе с различными овощными и плодово-ягодными культурами.
Характерной особенностью этого метода является то, что, не нарушая структуры растительной ткани, создается возможность для исследования не только самого растения, но и его отдельных частей и клеток. Метод дает возможность точного числового выражения величины импеданса, поддающейся математической обработке, и установления корреляции при исследовании различных биологических объектов.
Биоэлектрические свойства клеток и тканей неразрывно связаны с их жизнедеятельностью, поэтому сопротивление ткани при старении или отмирании значительно падает и становится одинаковым во всех направлениях. При действии различных повреждающих факторов, например в условиях хранения, в поврежденных клетках связанные минеральные вещества освобождаются и переходят в растворенную, ионизированную форму, вызывая тем самым увеличение электропроводности клеток и тканей. Сопротивление мертвых клеток не зависит от частоты тока и равно значению высокочастотного сопротивления. На низких частотах клетки оказывают электрическому току очень большое сопротивление, и весь ток проходит через окружающий клетку раствор электролитов. Измерение низкочастотного сопротивления позволяет судить о состоянии структуры клеток и их жизнеспособности в тех или других условиях. Измерение электрического сопротивления тканей у различных объектов позволяет определять степень повреждения и физикохимические изменения, происходящие в неповрежденных клетках, так как электрическое сопротивление зависит от их физиологического состояния.
Импеданс клеток и ткани или электропроводность вытяжек из тканей измеряют с помощью мостов переменного тока, однако они неудобны и громоздки. Для измерения импеданса необходимо применять более совершенную портативную электронную аппаратуру на транзисторах, позволяющую применять в исследованиях экспрессметоды. Для исследований импенданса нами был изготовлен универсальный портативный прибор, в основу которого положен принцип мультивибратора на транзисторах, позволяющий постоянный ток батареи трансформировать в переменный, что дало возможность исключить поляризацию на электродах датчиков. В первом приближении нами была взята общеизвестная схема однолериодного мультивибратора с максимальной частотой 1000 гц, который срабатывает от спускового импульса отрицательной полярности, и на его выходе возникает импульс. Амплитуда импульса мультивибратора равна 9 В, а время нарастания – 2 мкс. Вначале разработка схемы прибора проходила с использованием двух генераторов синусоидальных колебаний частотой 10 кГц с индуктивной обратной связью и 1 кГц с применением транзисторов типа МП42, то есть разработка дифференциально-мостовой схемы с двумя рабочими частотами. Для упрощения схемы и повышения надежности прибора при его эксплуатации с учетом использования готовых деталей и узлов схемы, серийно выпускаемых радиотехнической промышленностью, нами была разработана схема прибора с использованием одного дифференциального трансформатора, а в качестве генератора был применён мультивибратор на двух транзисторах типа П15 или П16. В качестве дифференциального трансформатора был использован переходный трансформатор от транзисторного приемника «Спидола». Электроды датчиков изготовляли из нержавеющей стали, фиксированное расстояние между ними 3 мм, глубина погружения в ткань также 3 мм. Измерение импеданса ткани овощей и клубней картофеля проводили до воздействия повреждающих факторов и после этого воздействия. На каждой головке брокколи и цветной капусты от места среза по спирали вдоль стебля до основания осей соцветий проводили 10 – 12 измерений и определяли их среднее значение.
Повторность каждого варианта 10 – 12 кратная, число измерений по каждому варианту составляло от 120 до 6000. Импеданс ткани клубней картофеля изучали одновременно с товароведческим анализом клубней в верхнем и нижнем ярусах контейнеров. На каждом клубне проводили не менее десяти измерений. Омыты проведены в течение 1974–1976 гг. в хранилищах НИИ овощного хозяйства и Тимирязевской плодоовощной базы Москвы.