НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o216.pdf (1087.14Кб)

УДК 504.064.36

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

Различные внешние факторы (наличие загрязнителей в почве, отсутствие или недостаточное количество воды и питательных веществ и т.п.) приводят к стрессовым состояниям растений и невозможности их нормального развития. 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 экспериментальных исследований спектров флуоресценции растительности довольно велико, некоторые важные  вопросы остаются неясными.
В работе приводятся результаты экспериментальных исследований устойчивости формы  спектров лазерно-индуцированной флуоресценции растений для разных типов грунтов при длине волны возбуждения флуоресценции 532 нм.
Результаты обработки спектров флуоресценции растений показывают:
- спектры флуоресценции растений, выращенные в похожих условиях, показывают хорошую повторяемость формы спектров для разных образцов растений и разного времени измерения при каждом исследованном типе грунта. Высокую стабильность имеет величина отношения R интенсивности флуоресценции на длине волны 685 нм к интенсивности флуоресценции на длине волны 740 нм. Стандартное отклонение по выборке отношения R разных образцов растения для одного типа грунта (для ширины спектральных диапазонов регистрации флуоресцентного излучения 10 нм) лежит в диапазоне ~ 0,055 - ~ 0,12.
- различие между собой спектров флуоресценции растений для разных типов грунта имеет тот же порядок, что и  различие спектров флуоресценции разных образцов растения для одного типа грунта. Различие средней величины отношения R для разных типов грунта лежит в диапазоне ~ 0,01 - ~ 0,15.
Таким образом, величина отношения R устойчива к виду грунта и может быть использована для контроля состояния растений.

1. Gouveia-Neto A.S., Silva E.A., Oliveira R.A., Cunha P.C., Costa E.B., Câmara T.J.R., Willadino L.G. Water deficit and salt stress diagnosis through LED induced chlorophyll fluorescence analysis in Jatropha curcas L. oil plants for biodisiel // Proc. of SPIE. 2011. Vol. 7902. Р . 79020 А -1 - 79020 А -10. DOI:10.1117/12.872991
2. Burling K., Hunsche M., Noga G. Use of blue–green and chlorophyll fluorescence measurements for differentiation between nitrogen deficiency and pathogen infection in winter wheat // Journal of Plant Physiology. 2011. Vol. 168, no. 14. P. 1641-1648. DOI: 10.1016/j.jplph.2011.03.016
3. Belasque J., Gasparoto M.C.G., Marcassa L.G. Detection of mechanical and disease stresses in citrus plants by fluorescence spectroscopy // Applied Optics. 2008. Vol. 47, no 11. P. 1922-1926. DOI: 10.1364/AO.47.001922
4. Panneton B., Guillaume S., Roger J.M., Samson G. Improved Discrimination Between Monocotyledonous and Dicotyledonous Plants for Weed Control Based on the Blue-Green Region of Ultraviolet-Induced Fluorescence Spectra // Applied Spectroscopy. 2010. Vol. 64, no 1. Р . 30-36. DOI: 10.1366/000370210790572106
5. Panneton B., Guillaume S., Roger J.-M., Samson G. Discrimination of Corn from Monocotyledonous Weeds with Ultraviolet (UV) Induced Fluorescence // Applied Spectroscopy. 2011. Vol. 65, no 1. Р . 10-19. DOI: 10.1366/10-06100
6. 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 . DOI: 10.1134/S0020441210050246
7. Gouveia-Neto A.S., da Silva E.A., Cunha P.C., Oliveira-Filho R.A., Silva L.M.H., da Costa E.B., Câmara T.J.R., Willadino L.G. Plant abiotic stress diagnostic by laser induced chlorophyll fluorescence spectral analysis of in vivo leaf tissue of biofuel species // Proc. of SPIE. 2010. Vol. 7568. Р . 75680G-1 - 75680G-8. DOI: 10.1117/12.839462
8. Zhi-qiang C., Wen-li C. Effects of NaCl on photosynthesis in Arabidopsis and Thellungiella leaves based on the fluorescence spectra, the fast Chlorophyll Fluorescence Induction Dynamics Analysis and the delayed fluorescence technique // Proc. of SPIE. 2010. Vol. 7568. Р. 756822-1 - 756822-8. DOI:10.1117/12.841257
9. 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, no. 4. Р . 470-479. DOI: 10.1016/S0034-4257(03)00125-1
10. Лысенко В.С., Вардуни Т.В., Сойер В.Г., Краснов В.П. Флуоресценция хлорофилла растений как показатель экологического стресса: теоретические основы применения метода // Фундаментальные исследования. 2013. № 4-1. С . 112-119.
11. Афонасенко А.В., Иглакова А.Н., Матвиенко Г.Г., Ошлаков В.К., Прокопьев В.Е. Лабораторные и лидарные измерения спектральных характеристик листьев березы в различные периоды вегетации // Оптика атмосферы и океана. 2012. Т. 25, № 3. С . 237-243.
12. Белов М.Л., Булло О.А., Федотов Ю.В., Городничев В.А. Л азерный метод контроля состояния растений // Вестник МГТУ. Сер. Приборостроение. 2015. № 2. С . 71-82.
13. Влияние почв и грунтов на растения // Биофайл: сайт. Режим доступа: http://biofile.ru/bio/16552.html (дата обращения 16.03.2015).