Лазерный мир

Белов М.Л., Булло О.А., Матросова О.А., Федотов Ю.В., Городничев В.А. // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2012, с: 115-121, УДК 504.064.36

Описан лазерный флуоресцентный метод контроля состояния растений. Показано, что метод лазерной индуцированной флуоресценции может стать эффективным дистанционным или неконтактным методом обнаружения стрессовых состояний у растений, вызванных механическими повреждениями.

Флуоресцентный анализ широко используется в науке и технике в качестве высокочувствительного аналитического средства [1—4]). Метод лазерной индуцированной флуоресценции является одним из наиболее перспективных направлений контроля состояния растительности и обнаружения стрессовых состояний у растений, обусловленных недостаточным уровнем питательных веществ или наличием загрязнителей в почве [5—14]. Однако кроме отсутствия или недостаточного уровня питательных веществ или наличия загрязнителей в почве стрессовые ситуации растений могут быть вызваны и различными механическими повреждениями, что может приводить к их болезням, нанося ущерб сельскому хозяйству.
Стрессовые состояния сложно идентифицировать на ранних стадиях по внешнему виду растений. Поэтому важным является разработка методов и приборов дистанционного (неконтактного) обнаружения стрессовых состояний у растений как индикаторов механических повреждений растений.
Эффективным дистанционным или неконтактным методом обнаружения стрессовых состояний у растений, вызванных механическими повреждениями, является метод лазерной индуцированной флуоресценции.
Принцип действия лазерного флуориметра основан на облучении растений лазером в ультрафиолетовом или видимом диапазонах (для возбуждения флуоресценции) и регистрации характеристик флуоресцентного излучения.
Поскольку спектры флуоресценции здоровых растений отличаются от спектров флуоресценции растений, находящихся в стрессовых ситуациях, это позволяет обнаруживать стрессовые состояния у растений путем регистрации спектра флуоресценции высаженных в теплицах растений, участков сельскохозяйственных угодий и т. п.
В настоящее время имеются лишь отдельные экспериментальные работы [15—18], посвященные исследованию спектров флуоресценции растений, находящихся в стрессовых состояниях, вызванных
различными механическими повреждениями.
В работе [15] проводились исследования спектров флуоресценции листа березы в нормальном состоянии и при разрезе листа. Аналогичные результаты представлены в работе [17] для листьев пастернака (Pastinacca sativa).
На рис. 1, а [15] схематически показан лист березы в двух проекциях (область разреза листа заштрихована). Зависимость интенсивности I флуоресценции на длине волны 400 нм от координаты x приведена на рис. 1, б. Измерения проводились в лабораторных условиях при возбуждении флуоресценции XeCl-лазером на длине волны 308 нм через 5…30 мин после срывания листа с дерева. Измерения поврежденной части листа проводились на 3…4 мин позже, чем для неповрежденной части листа.

Полное содержание: http://engjournal.ru/articles/499/499.pdf