Журнал «Оптика атмосферы и океана»

Том 39, номер 04, статья № 3

Луговской А. А., Емельянов Н. М., Луговской А. В., Щербаков А. П., Родионов И. Е. Возможность детектирования нарушения метаболизма локализованного растительного покрова по спектрам поглощения ИК-излучения атмосферой. // Оптика атмосферы и океана. 2026. Т. 39. № 04. С. 297–300. DOI: 10.15372/AOO20260403.
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

Меры по защите растений от различных возбудителей болезней должны приниматься своевременно, чтобы избежать возможных экономических потерь. Для объективной и надежной автоматизированной диагностики состояния растений необходимо внедрять новые подходы и включать их в существующие системы мониторинга и оценки. В работе описана экспериментальная установка, позволяющая по прямому поглощению излучения атмосферой детектировать наличие в воздухе повышенного содержания гормона стресса растений при их механическом повреждении. Исследование проводилось методом ИК–Фурье-спектроскопии. Результаты работы, с одной стороны, открывают возможность детектирования стресса у растений путем анализа спектра поглощения ИК-излучения атмосферой над плантацией, с другой – формируют достаточно широкий круг задач фундаментального характера, решение которых приведет к созданию эффективной методики дистанционной диагностики состояния растительного покрова.

Ключевые слова:

Фурье-спектроскопия, спектр поглощения, регрессионный анализ, заболеваемость растений, стресс

Список литературы:

1. Гольцев В.Н., Каладжи Х.М., Кузманова М.А., Аллахвердиев С.И. Переменная и замедленная флуоресценция хлорофилла а – теоретические основы и практическое приложение в исследовании растений. Москва; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2014. 220 с.
2. Murkowski A. Oddziaływanie Czynnników Stresowych na Luminescencję Chlorofilu w Aparacie Fotosyntetycznym Roślin Uprawnych. Lublin: Inst. Agrofiz. im. Bohdana Dobrzańskiego, Pol. Akad. Nauk, 2002. N 61. P. 5–158.
3. Björkman O., Demmig B. Photon yield of O₂ evolution and chlorophyll fluorescence characteristics at 77 K among vascular plants of diverse origins // Planta. 1987. V. 170. P. 489–504. DOI: 10.1007/BF00402983.
4. Wahabzada M. Mahlein A.K., Bauckhage C., Steiner U., Oerke E.C., Kersting K. Metro maps of plant disease dynamics–automated mining of differences using hyperspectral images // Plos One. 2015. V. 10, N 1. P. e0116902. DOI: 10.1371/journal.pone.0116902.
5. Cobb J.N., DeClerck G., Greenberg A., Clark R., McCouch S. Next-generation phenotyping: Requirements and strategies for enhancing our understanding of genotype–phenotype relationships and its relevance to crop improvement // Theor. Appl. Genetics. 2013. V. 126. P. 867–887. DOI: 10.1007/s00122-013-2066-0.
6. Mahlein A.K., Oerke E.C., Steiner U., Dehne H.W. Recent advances in sensing plant diseases for precision crop protection // European J. Plant Pathology. 2012. V. 133. P. 197–209. DOI: 10.1007/s10658-011-9878-z.
7. Sankaran S., Mishra A., Ehsani R., Davis C. A review of advanced techniques for detecting plant diseases // Comput. Electron. Agriculture. 2010. V. 72, N 1. P. 1–13. DOI: 10.1016/j.compag.2010.02.007.
8. Behmann J., Mahlein A.K., Rumpf T., Römer C., Plümer L. A review of advanced machine learning methods for the detection of biotic stress in precision crop protection // Precision Agricult. 2015. V. 16. P. 239–260. DOI: 10.1007/s11119-014-9372-7.
9. Bock C.H., Poole G.H., Parker P.E., Gottwald T.R. Plant disease severity estimated visually, by digital photography and image analysis, and by hyperspectral imaging // Critical Rev. Plant Sci. 2010. V. 29, N 2. P. 59–107. DOI: 10.1080/07352681003617285.
10. Steddom K., Bredehoeft M.W., Khan M., Rush C.M. Comparison of visual and multispectral radiometric disease evaluations of Cercospora leaf spot of sugar beet // Plant Disease. 2005. V. 89, N 2. P. 153–158. DOI: 10.1094/PD-89-0153.
11. Martinelli F., Scalenghe R., Davino S., Dandekar A.M. Advanced methods of plant disease detection. A review // Agronomy Sustain. Develop. 2015. V. 35. P. 1–25. DOI: 10.1007/s13593-014-0246-1.
12. Синица Л.Н., Емельянов Н.М., Луговской А.А., Щербаков А.П., Анненков В.В. Определение размера пор кремниевых материалов по ИК-спектрам адсорбированной воды // Оптика атмосф. и океана. 2021. Т. 34, № 7. С. 483–487. DOI: 10.15372/AOO20210701; Sinitsa L.N., Emel’yanov N.M., Shcherbakov A.P., Lugovskoi A.A., Annenkov V.V. Estimation of silica material pore sizes from IR spectra of adsorbed water // Atmos. Ocean. Opt. 2021. V. 34, N 6. P. 542–546.
13. Preston C.A., Laue G., Baldwin I.T. Methyl jasmonate is blowing in the wind, but can it act as a plant–plant airborne signal? // Biochem. Syst. Ecol. 2001. V. 29, N 10. P. 1007–1023. DOI: 10.1016/S0305-1978(01)00047-3.