2 / 12
из перспективных областей использования лазерного флуоресцентно-
го анализа может стать контроль состояния растительности [1–16].
Стрессовые состояния растений могут быть вызваны многими при-
чинами: недостаточной или избыточной влажностью; механическими
повреждениями; болезнями; низкими или высокими температурами;
недостатком питательных веществ; недостатком освещенности; засо-
лением почвы; загрязнением почвы нефтепродуктами или тяжелыми
металлами; повышенной кислотностью почвы; использованием пести-
цидов, гербицидов, инсектицидов и т.п.
Такие стрессовые состояния сложно идентифицировать на ранних
стадиях по внешнему виду растений. Однако флуоресцентный анализ
потенциально позволяет обнаруживать стрессовые состояния расте-
ний по искажению спектров лазерно-индуцированной флуоресценции.
Принцип действия лазерного флуориметра для контроля состояния
растений основан на облучении растительности лазером в ультрафио-
летовом или видимом диапазонах (для возбуждения флуоресценции),
регистрации и анализе характеристик флуоресцентного излучения.
Наиболее важным информационным признаком флуоресценции ра-
стительности является форма спектров флуоресцентного излучения.
К настоящему времени накоплены экспериментальные данные по
спектрам флуоресценции различных видов здоровой растительности
и растительности в различных стрессовых ситуациях. Эти экспери-
ментальные данные были получены разными авторами, на различной
аппаратуре при разных длинах волн возбуждения (266, 275, 280, 300-
400, 308, 325, 327, 337, 340, 355, 360, 380, 395, 396,397, 400, 400-450,
404, 405, 408, 422, 425, 428, 436, 440, 450, 452, 460, 470, 440–500, 480,
488, 500, 515, 525, 532, 535, 550, 590, 600, 627, 630, 633, 635 нм).
Наибольшее число экспериментов посвящено исследованию флу-
оресценции растений при использовании (для возбуждения флуорес-
ценции) лазеров на длинах волн 337 (азотный лазер), 355 и 532 нм
(третья и вторая гармоники лазера на иттрий-алюминиевом грана-
те, активированном ионами неодима). Наиболее перспективным для
создания бортовой аппаратуры лазерным источником является твер-
дотельный импульсный лазер на длине волны 532 нм. Он имеет пре-
имущество (при разработке аппаратуры для дистанционного зондиро-
вания) как перед азотным лазером на 337 нм (в бортовой аппаратуре
лучше использовать твердотельные лазеры), так и перед лазером на
355 нм (третья гармоника лазера на ИАГ имеет меньшую энергию в
импульсе, чем вторая).
Заметим также, что хотя для излучения на длине 532 нм поглоще-
ние хлорофилла в растворах и изолированных хлоропластах мало, это
излучение эффективно поглощается в листьях растений из-за сложной
структуры листа (благодаря которой оптические пути света значитель-
но увеличены по сравнению с геометрической толщиной листа) [17].
72 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2015. № 2