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
# 04, апрель 2014
DOI: 10.7463/0414.0707937
Belov_M.pdf
(1022.08Кб)
УДК 504.064.36 | Россия, МГТУ им. Н.Э. Баумана  |
Стрессовые состояния растений могут быть вызваны недостатком питательных веществ; механическими повреждениями; болезнями; низкими или высокими температурами; недостатком освещенности; недостаточной или избыточной влажностью почвы; засолением почвы; загрязнением почвы нефтепродуктами или тяжелыми металлами; повышенной кислотностью почвы; использованием пестицидов, гербицидов, инсектицидов и т.п.
Стрессовые состояния, вызванные неблагоприятными внешними факторами, часто сложно обнаружить на ранних стадиях по внешнему виду растений. Однако, флуоресцентный анализ потенциально позволяет обнаруживать стрессовые состояния растений по искажению спектров лазерно-индуцированной флуоресценции.
В работе проводились экспериментальные исследования возможностей лазерного флуоресцентного метода контроля состояния растений при длине волны возбуждения флуоресценции 532 нм в стрессовых состояниях, вызванных неправильным режимом полива (при избытке влаги в почве и при недостатке влаги).
Исследования спектров флуоресценции проводились на созданной лабораторной установке. В качестве источника возбуждения излучения флуоресценции использована вторая гармоника YAG:Nd лазера. Подсистема регистрации излучения флуоресценции построена на основе полихроматора и высокочувствительного матричного детектора с усилителем яркости.
Экспериментальные исследования проводились для быстрорастущих и неприхотливых видов растений – различных видов салата.
Экспериментальные исследования спектров лазерно-индуцированной флуоресценции растений для длины волны возбуждения 532 нм показывают, что воздействие на растение стрессовых факторов, вызванных неправильным режимом полива, существенно искажает спектр флуоресценции растений. Влияние стрессового фактора может проявляться в изменении формы спектра флуоресценции (идентифицирующим фактором при этом является отношение интенсивностей флуоресценции на двух длинах волн 685 и 740 нм) или (и) в изменении уровня флуоресценции, что может быть положено в основу лазерного метода контроля состояния растений.
1. 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
2. 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.
3. 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.
4. Grishaev M.V., Zuev V.V., Kharchenko O.V. Fluorescent channel of the Siberian Lidar Station // Proc. of SPIE. 2006. Vol. 6580. Р . 65800U-1 - 65800U-6. DOI: 10.1117/12.724940
5. 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. 63670 F -1 - 63670 F -8. DOI : 10.1117/12.689612
6. Заворуев В.В., Заворуева Е.Н. Флуоресценция листьев тополей, растущих вблизи автомобильных дорог // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т . 24, № 5. С . 437-440.
7. 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.
8. 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
9. Maurya R., Prasad S.M., Gopal R. LIF technique offers the potential for the detection of cadmium-induced alteration in photosynthetic activities of Zea Mays L. // Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews. 2008. Vol. 9. P. 29-35.
10. 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
11. 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. Р. 1641-1648.
12. 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.
13. 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.
14. 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.
15. Barbini R., Colao F., Fantom R., Palucci F., Ribezzo S. Laser remote monitoring of the plant photosynthetic activity // Proc. of SPIE. 1995. Vol . 2585. Р. 57-65. DOI : 10.1117/12.227169
16. Яковец О.Г. Фитофизиология стресса. Минск: БГУ, 2010. 103 с.
17. Лысенков 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. С . 112-119.
Публикации с ключевыми словами: флуоресценция, растения, лазерный метод, обнаружение стрессовых состояний
Публикации со словами: флуоресценция, растения, лазерный метод, обнаружение стрессовых состояний
Смотри также:
- Анализ возможностей лазерного флуоресцентного метода контроля состояния растений в стрессовых ситуациях, вызванных различными механическим повреждениями
- Лазерный флуоресцентный метод обнаружения стрессовых состояний растений, вызванных недостаточным уровнем питательных веществ или наличия загрязнителей в почве
- Экспериментальное исследование лазерного флуоресцентного метода контроля состояния растений в стрессовых состояниях, вызванных механическими повреждениями
Тематические рубрики:
| Авторы |
| Пресс-релизы |
| Библиотека |
| Конференции |
| Выставки |
| О проекте |
| Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00) |
|
 |
|||
| © 2003-2024 «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) | |||||
