Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Исследование стабильности спектров лазерно-индуцированной флуоресценции растений

# 07, июль 2014
DOI: 10.7463/0714.0718315
Файл статьи: SE-BMSTU...o192.pdf (967.39Кб)
авторы: Федотов Ю. В., Булло О. А., Белов М. Л., Городничев В. А.

УДК 504.064.36

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана


Наличие загрязнителей в почве, недостаточное количество воды и питательных веществ приводят к стрессовым ситуациям для растений и невозможности их нормального роста. Стрессовые ситуации сложно идентифицировать на ранних стадиях по внешнему виду растений. Поэтому важным является разработка методов и приборов обнаружения стрессовых состояний.
Одним из перспективных методов обнаружения стрессовых состояний растений является метод лазерно-индуцированной флуоресценции.
Несмотря на то, что число работ, в которых приводятся результаты исследований спектров флуоресценции растительности, велико, неясным остается вопрос о стабильности формы спектров.
В работе проводятся экспериментальные исследования стабильности спектров флуоресценции растений для длины волны возбуждения 0,532 мкм.
Результаты обработки спектров флуоресценции растений показывают:
- спектры флуоресценции разных образцов одного и того же растения и одного образца растения в течение дня показывают хорошую повторяемость формы спектров. Высокую стабильность имеет величина R отношения интенсивности флуоресценции на длине волны 680 нм к интенсивности флуоресценции на длине волны 740 нм. Стандартное отклонение отношения R для разных образцов одного и того же растения и одного образца растения в течение дня лежит в диапазоне ~ 0,016 - ~ 0,06.
- различие между собой спектров флуоресценции разных растений существенно больше, чем различие спектров флуоресценции разных образцов одного и того же растения. Стандартное отклонение отношения R для разных растений имеет величину ~ 0,16.
- различие между собой спектров флуоресценции одного вида растений в нормальном и стрессовом состояниях существенно больше, чем различие спектров флуоресценции разных образцов одного и того же растения. Для стрессового состояния растений величина отношения R превышает отношение R для этих растений в нормальном состоянии на величину в диапазоне ~ 0,1 - ~ 0,4..
Таким образом, величина отношения R характеризуется высокой стабильностью и может быть использована для контроля состояния растений.

Список литературы
  1. Belasque J., Gasparoto M.C.G., Marcassa L.G. Detection of mecanical and disease stresses in citrus plants by fluorescence spectroscopy // Applied Optics. 2008. Vol. 47, no. 11. Р. 1922-1926.
  2. Cecchi G., Bazzani M., Pantani L., Mazzinghi P., Raimondi V. Fluorescence lidar remote sensing of vegetation // Proc. of SPIE. 1995. Vol. 2585. Р. 48-56. DOI: 10.1117/12.227168
  3. Chappelle E.W., Wood F.M., McMurtrey III J.E., Newcomb W.W. Laser-induced fluorescence of green plants. 1: A technique for the remote detection of plant stress and species differentiation // Applied Optics. 1984. Vol. 23, no. 1. Р. 134-138.
  4. Chappelle E.W., McMurtrey III J.E., Wood F.M., Newcomb W.W. Laser-induced fluorescence of green plants. 2: LIF caused by nutrient deficiencies in corn // Applied Optics. 1984. Vol. 23, no. 1. P. 139-142.
  5. Fateeva N.L., Matvienko G.G. Application of the method of laser-induced fluorescence // Proc. of SPIE. 2004. Vol. 5232. Р. 652-657. DOI:10.1117/12.511434
  6. Matvienko G., Timofeev V., Grishin A., Fateyeva N. Fluorescence lidar method for remote monitoring of effects on vegetation // Proc. of SPIE. 2006. Vol. 6367. Р . 63670F-1 - 63670F-8. DOI: 10.1117/12.689612
  7. Grishaev M.V., Sal’nikova N.S. A Setup for Remote Recording of the Spectrum of Laser-Induced Fluorescence from Crowns of Woody Plants // Instruments and Experimental Techniques . 2010. Vol . 53 , no. 5. P . 746 - 749 .
  8. Исследование лазерно-индуцированой флуоресценции хвойных и лиственных растений при азотном загрязнении почвы / Н.Л. Фатеева, А.В. Климкин, О.В. Бендер, А.П. Зотикова, М.С. Ямбургов // Оптика атмосферы и океана. 2006. Т . 19, № 2-3. С . 212-215.
  9. Barbini R., Colao F., Fantom R., Palucci F., Ribezzo S. Laser remote monitoring of the plant photosynthetic // Proc. of SPIE. 1995. Vol. 2585. Р . 57-65. DOI: 10.1117/12.227169
  10. Luedeker W., Guenther K.P., Dahn H.-G. Laser-induced leaf fluorescence: a tool for vegetation status and stress monitoring and optical-aided agriculture // Proc. of SPIE. 1997. Vol. 3059. Р . 63-75. DOI: 10.1117/12.277619
  11. Saito Y., Saito R., Nomura E., Kawahara T.D., Nomur A., Takaragaki S., Ida K., Takeda S. Performance Check of Vegetation Fluorescence Imaging Lidar through In Vivo and Remote Estimation of Chlorophyll Concentration Inside Plant Leaves // Optical Review. 1999. Vol. 6, no. 2. Р . 155-159.
  12. Corp L.A., McMurtrey J.E., Middleton E.M., Mulchi C.L., Chappelle E.W., Daughtry C.S.T. Fluorescence sensing systems: In vivo detection of biophysical variations in field corn due to nitrogen supply // Remote Sensing of Environment. 2003. Vol. 86. Р. 470-479.
  13. Hoge F.E., Swift R. N., Yungel J. K. Feasibility of airborne detection of laser-induced fluorescence emissions from green terrestrial plants // Applied Optics. 1983. Vol . 22 , no. 19. P . 2991 - 3000.
  14. Бункин А.Ф., Бункин Ф.В. Лидарное зондирование водоемов, почвы и растительности // Оптика атмосферы и океана. 2000. Т. 13, № 1. С. 63-69.
  15. Hristov H.A., Borisova E.G., Avramov L.A., Kolev I.N. Applications of laser-induced fluorescence for remote sensing // Proc. of SPIE. 2001. Vol . 4397. Р. 496 - 500. DOI:10.1117/12.425192
  16. Лабораторные и лидарные измерения спектральных характеристик листьев березы в различные периоды вегетации / А.В. Афонасенко, А.И. Иглакова, Г.Г. Матвиенко, В.К. Ошлаков, В.Е. Прокопьев // Оптика атмосферы и океана. 2012. Т . 25, № 3. С . 237-243.
  17. Middleton E., McMurtrey J.E., Entcheva Campbell P.K., Corp L.A., Butchera L.M., Chappellea E.W. Optical and fluorescence properties of corn leaves from different nitrogen regimes // Proc. of SPIE. 2003. Vol. 4879. Р . 72-83. DOI: 10.1117/12.463087
  18. Lee K.J., Park Y., Bunkin A., Nunes R., Pershin S., Voliak K. Helicopter-based lidar system for monitoring the upper ocean and terrain surface // Applied Optics. 2002. Vol. 41, no. 3. Р. 401-406.

 




Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2022 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)