Другие журналы
Сетевое издание Радиооптика

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл. № ФС 77-61860. ISSN 2413-0974

Анализ возможностей лазерного флуоресцентного метода контроля состояния растений в стрессовых ситуациях, вызванных различными механическим повреждениями

Радиооптика # 04, июль 2015
DOI: 10.7463/rdopt.0415.0817539
Файл статьи: Rdopt_Jul2015_008to019.pdf (603.75Кб)
авторы: Булло О. А.1, Федотов Ю. В.1, Белов М. Л.1,*, Городничев В. А.1

УДК 504.064.36

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

 На сегодняшний день одним из наиболее перспективных направлений использования флуоресцентного анализа является контроль состояния растительности.
Число работ, в которых приводятся результаты экспериментальных исследований спектров флуоресценции растительности в нормальном и стрессовом состояниях довольно велико. Однако, большинство работ в этой области посвящено контролю стрессовых состояний растений, вызванных недостаточным уровнем питательных веществ или наличием загрязнителей в почве. В настоящее время имеются лишь отдельные экспериментальные работы, посвященные исследованию спектров флуоресценции растений в стрессовых состояниях, вызванных различными механическими повреждениями растений.
В работе приведены результаты экспериментальных исследований спектров лазерно-индуцированной флуоресценции растений при различных механических повреждениях для длины волны возбуждения флуоресценции 532 нм.
Для измерения спектров флуоресценции была создана лабораторная установка. В качестве источника возбуждения излучения флуоресценции был использован твердотельный импульсный YAG:Nd лазер с диодной накачкой и с удвоением частоты. Спектр флуоресценции регистрируется высокочувствительным матричным детектором с усилителем яркости.
Объектом исследования в работе были изменения в спектрах лазерно-индуцированной флуоресценции растений, при воздействии на растения различных видов механических повреждений: обрезания листьев растения; повреждения корней; примятия листьев.
Экспериментальные исследования проводились для быстрорастущих и неприхотливых видов растений (в работе приведены данные для салата, как примера сельскохозяйственных культур).
Экспериментальные исследования показывают, что при длине волны возбуждения флуоресценции 532 нм воздействие стрессового фактора, вызванного различными механическими повреждениями растений, может проявляться в изменении формы спектра флуоресценции. Во всех экспериментах при стрессовом состоянии растений существенно увеличивается отношение интенсивностей флуоресценции на длинах волн 680 и 740 нм. Это потенциально позволяет обнаруживать стрессовые состояния растений, вызванные механическими повреждениями, лазерным флуоресцентным методом.

Список литературы
  1. Gouveia-Neto A.S., Silva E.A., Oliveira R.A., Cunha P.C., Costa E.B., Camara 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. 79020А-1 - 79020А-10.
  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. Р. 1641– 1648.
  3. Афонасенко А.В., Иглакова А.И., 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.
  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.
  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.
  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. [между инициалами не должно быть пробелов]
  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 vivoleaf tissue of biofuel species // Proc. of SPIE. 2010. Vol. 7568. Р. 75680G-1 - 75680G-8.
  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.
  9. Middleton E., McMurtrey J.E., P.K.E. Campbell P.K.E., Corp L.A., Butcher L.A., Chappelle E.W. Optical and fluorescence properties of corn leaves from different nitrogen regimes // Proc. of SPIE. 2003. Vol. 4879. Р. 72 - 83.
  10. Fateeva N.L., Matvienko G. G. Application of the method of laser-induced fluorescence // Proc. of SPIE. 2004. Vol. 5232. Р. 652 - 657.
  11. 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.
  12. Н.Л. Фатеева, А.В. Климкин, О.В. Бендер, А.П. Зотикова, М.С. Ямбуров, Исследование лазерно-индуцированой флуоресценции хвойных и лиственных растений при азотном загрязнении почвы // Оптика атмосферы и океана. 2006. Т. 19 , № 2-3. С. 212 – 215. [инициалы после фамилии]
  13. Maurya R., Prasad S.M., Gopal R. LIF technique offers the potential for the detection of cadmium-induced alteration in photosynthetic activities of Zea MaysL. // Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews. 2008. Vol. 9. P. 29–35.
  14. 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..
  15. Креков Г.М., Крекова М.М, Лисенко А.А., Матвиенко Г.Г. Статистическое моделирование лазерно-индуцированной флуоресценции в растительных покровах // Журнал прикладной спектроскопии. 2009. Т. 76, № 3 . С. 411-418.
  16. 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.
  17. Федотов Ю.В., Булло О.А., Белов М.Л., Матросова О.А., Городничев В.А. Экспериментальное исследование лазерного флуоресцентного метода контроля состояния растений в стрессовых состояниях, вызванных механическими повреждениями // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2012. № 11. С. 321-334. DOI: 10.7463/1112.0480063[1. Надо указывать стр-цы; 2. у статьи есть DOI, поэтому URL-адрес не нужен]
  18. 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.
  19. Яковец О.Г. Фитофизиология стресса. Минск: БГУ, 2010. 103 с.



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



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65
  RSS
© 2003-2016 «Радиооптика» Тел.: +7 (915) 336-07-65