БІОФІЗИКА РОСЛИН - Ю. І. Посудін - 2004

IІ. ПРОЦЕСИ ПЕРЕНОСУ В СИСТЕМІ РОСЛИНА-ҐРУНТ-ПОВІТРЯ

9. ПЕРЕНОС ЕНЕРГІЇ

9.2. ПРАКТИЧНІ ЗАСТОСУВАННЯ ПЕРЕНОСУ ВИПРОМІНЮВАННЯ

9.2.1. Спектроскопічний моніторинг рослин і рослинних покривів

Рослинний покрив - це комплексне поняття, яке включає ґрунт у сукупності з рослинним ансамблем та приповерхневим шаром атмосфери. Контроль за станом такого поля вимагає розробки нових сучасних методів моніторингу, які б давали точну та вичерпну інформацію щодо всіх етапів розвитку рослин та впливу на них різноманітних природних і антропогенних факторів.

Перспективними, з точки зору реалізації таких завдань, є Методи оптичної та лазерної спектроскопії, основані на взаємодії оптичного випромінювання з речовиною. Реєстрацію залежності змін, яких набуває це випромінювання, від довжини світлової хвилі покладено в основу оптичної спектроскопії. Розглянемо Основні принципи і можливі практичні застосування спектроскопічних засобів для лабораторного та польового моніторингу як окремих рослин, так і рослинних покривів у цілому. Сучасні методи спектроскопічного моніторингу рослинних покривів засновані на реєстрації та аналізі відбитого від рослинного покриву випромінювання або випромінювання флуоресценції хлорофілу.

9.2.2. Спектроскопія відбивання

Механізми відбивання. Є кілька теорій, що намагаються пояснити механізми відбивання оптичного випромінювання від поверхні листка на основі законів геометричної оптики, які базуються на уявленнях про поширення незалежно один від одного світлових променів, що заломлюються та відбиваються на межах середовищ з різними оптичними властивостями і прямолінійних в оптично однорідному середовищі.

Так, одна з теорій [Willstatter and Stoli, 1928] базується на припущенні домінуючої ролі повного внутрішнього відбивання оптичного випромінювання від межі поділу "Клітина-повітря". Якщо показник заломлення клітини 1,5, то граничний кут, який визначає повне внутрішнє відбиття, дорівнює 41,8°. Цей процес відбувається в основному в області губчастого мезофілу, де є багато випадково орієнтованих клітин (рис. 9.3). Роль, яку відіграє палісадна паренхіма (тканина листка, яка містить циліндричні паренхімні клітини, багаті на хлоропласти та орієнтовані перпендикулярно поверхні листка) у поширенні оптичного випромінювання, не така значна.

Рис. 9.3. Повне внутрішнє відбивання на структурах листка.

Ще одна гіпотеза передбачає наявність дифузного відбивання оптичного випромінювання на клітинних мікрофібрилах, які є основними структурними елементами палісадних тканин [Sinclair, 1973]. Кожна мікрофібрила має діаметр близько 10 нм та довжину 10 мкм; усі вони хаотично орієнтовані (рис. 9.4).

Рис. 9.4. Відбивання світла від клітинних мікрофібрил (пояснення в тексті).

Реальний механізм ПОШИРЕННЯ ОПТИЧНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ усередині листка значно складніший [Kumar and Silva, 1973]. По-перше, оптичне випромінювання може відбиватися від клітинних оболонок, коли кут його падіння не перевищує граничний кут; по-друге, відбувається також розсіювання випромінювання на неоднорідностях внутрішнього середовища клітин; на характер поширення оптичного випромінювання впливають зміни показника заломлення внутрішніх компонентів листка з відповідними змінами траєкторії заломлення випромінювання на межах поділу"Клітинна оболонка-повітря", "повітря-клітинна оболонка", "клітинна оболонка-протоплазма", "протоплазма-клітинна оболонка", "клітинна оболонка-хлоропласт", "хлоропласт-клітинна оболонка", "хлоропласт-протоплазма", "протоплазма-хлоропласт"(рис. 9.5).

Дифузне відбивання

Рис. 9.5. Схема розсіювання випромінювання на неоднорідностях внутрішнього середовища клітини (пояснення в тексті).

Сучасні уявлення про механізми відбивання оптичного випромінювання від листка базуються на ствердженні того, що і дифузне, і дзеркальне відбиття мають місце; характер відбивання залежить від довжини світлової хвилі, кута падіння, структури поверхні листка, наявності листяних волосків, поверхневого воску, режиму живлення та впливу зовнішніх факторів.

Відбивальні властивості окремого листка. Відбивання r визначається як відношення інтенсивності оптичного випромінювання I, яке відбилося від даної поверхні ідеального розсіювана в даному напрямку, до інтенсивності випромінювання L, що падає на цю поверхню:

Спектр відбивання, тобто залежність відбивання г зеленого листка від довжини світлової хвилі, показано на рис. 9.6. Він має три основні ділянки: 500-750 нм, де поглинають рослинні пігменти, такі як хлорофіли а і b, а також каротиноїди, ксантофіли та антоціаніни; 0,75-1,35 мкм, яка характеризується високим рівнем відбивання за рахунок внутрішніх структур (зокрема, целюлози) листка; 1,35-2,50 мкм - область, в якій має місце інтенсивне поглинання води з максимумами при 1,45 та 1,95 мкм. Таким чином, спектр відбивання окремого листка відзначається максимумом відбивання при 550 нм у видимій області спектра, широкою смугою 0,75-1,35 мкм та максимумами відбивання при 1,65 та 2,20 мкм у ближній інфрачервоній області спектра.

Рис. 9.6. Спектр відбивання зеленого листка.

Методи спектроскопії відбивання. Усі методи спектроскопії відбивання рослин можна поділити на лабораторні, методи ближнього поля (коли вимірювання проводять на невеликій відстані від рослинного об'єкта) та дистанційні [Посудін, 1998, 2000, 2003].

Лабораторні методи передбачають вивчення спектрів відбивання листка за допомогою спектрофотометрів, обладнаних інтегруючою сферою та пластиною BaSO₄, яка використовується як стандарт.

Методи ближнього поля базуються на вимірюванні спектру відбивання рослинного покриву у польових умовах. Типовий прилад для вимірювання відбивальних характеристик рослинного покриву в режимі ближнього поля наведено нарис. 9.7. Діапазон вимірювань приладу, який містить 864 канали, становить 400-2500 нм.

Рис. 9.7. Типовий прилад для вимірювання відбивальних характеристик рослинного покриву в режимі ближнього поля: 1 - вікно, 2 - екран, 3 - двигун, 4 - фільтр, 5 - CCD-детектор, 6 - дифракційна решітка, 7 - система обробки інформації, 8 - комп'ютер, 9 - система реєстрації.

Дистанційні методи засновані на використанні багато спектральних сканерів, принцип дії яких полягає в реєстрації спектрального відбивання рослинними покривами на певних спектральних ділянках видимого та інфрачервоного спектра (0,3-14 мкм). Ці ділянки можуть бути або широкими (близько 0,2 мкм), або вузькими (менше ніж 0,01 мкм). Прилади багатоспектрального сканування, які встановлюються на супутниках, дозволяють отримати інформацію з роздільною здатністю близько 10 м, скануючи при цьому території розмірами 60-185 км. Принцип дистанційного зондування за допомогою багатоспектрального сканера пояснюється на рис. 9.8. Перевагою багатоспектральних сканерів є здатність використовувати вузькі спектральні ділянки та отримувати інформацію у цифровій формі. Багатоспектральні сканери використовують для аналізу земної поверхні, рослинних покривів, картографії, визначення вологості ґрунту, оцінки рослинної біомаси, сніжних покривів, непрохідних просторів.

Рис. 9.8. Дистанційне зондування земної поверхні за допомогою супутника:

а - принцип дії багатоспектрального сканера; б - система сканування: 1 - двигун, 2 - сканер, 3 - монохроматор, 4 - дзеркало, 5 — щілина.

Відбивальні вегетаційні індекси. Для установлення функціональних зв'язків між вегетаційними характеристиками рослин, які знаходяться у стресових умовах, і відбивальними параметрами цих рослин доцільно застосовувати так звані спектральні вегетаційні індекси, які являють собою суму, різницю або відношення спектральних параметрів, визначених на певних аналітичних довжинах хвиль. Розглянемо відбивальні вегетаційні індекси, які використовують підчас спектроскопічного моніторингу рослин і рослинних покривів.

Відносний вегетаційний індекс RVI - відношення відбивання рослинного покриву в ближній інфрачервоній області спектра (NIR) до відбивання цього покриву в червоній області спектра (RED):

Тут NIR відповідає області 750-1359 нм і RED - 600-700 нм.

Нормалізований різницевий індекс NDVI визначається так:

Перевагою цього індексу є близька до лінійної залежність його величини від кількості рослинної продукції.

Перпендикулярний вегетаційний індекс PVI, який було запропоновано для запобігання впливу ґрунтового фону, дорівнює:

де а і b - константи.

Існують й інші спектральні індекси.

Вплив різних факторів на відбивання листка. На відбивальні характеристики поодинокого листка впливають такі фактори, як рівень пігментації (наприклад, високим концентраціям хлорофілу відповідають низькі значення коефіцієнта відбивання), положення листка на певному ярусі рослини (більш старі за віком листки демонструють більше відбивання), бік листка (верхня частина листка містить більше хлорофілу, ніж нижня). Крім того, на відбивання листка впливають різноманітні стресові ситуації, пов'язані з дегідратацією (недостачею води), екстремальними температурами, дефіцитом поживних речовин, надлишком озону.

Відбивальні властивості рослинного покриву. Рослинний покрив можна подати як багатошарову систему (рис. 9.9). Кожний листок відбиває приблизно 50 % і пропускає приблизно 50 % оптичного випромінювання. Далі взаємодія випромінювання, яке пройшло через перший шар, з другим шаром також призводить до ділення оптичного випромінювання на дві частини; процес продовжується з кожним шаром. Отже, ефективне відбивання оптичного випромінювання від рослинного покриву принципово відрізняється від ситуації, яка має місце при одному листку.

Рис. 9.9. Рослинний покрив як багатошарова система.

Вплив різних факторів на відбивання рослинного покриву. Відбивальні властивості рослинного покриву залежать від геометрії покриву (площі та орієнтації листя, кількості листяних шарів), типу рослин, які утворюють покрив. Крім того, значно впливають метеорологічні та кліматичні умови, висота стояння Сонця, наявність хмар, пилу, аерозолів та забруднень в атмосфері, тип і спектральні властивості ґрунту, агрохімічна обробка полів. Внаслідок цього спектр відбивання рослинного покриву характеризується більш контрастною смугою відбивання у межах 750-1350 нм порівняно зі спектром відбивання поодинокого листка.

9.2.3. Флуоресцентна спектроскопія

Механізми флуоресценції. Процес перетворення світлової енергії Сонця в хімічну енергію рослинних тканин лежить в основі фотосинтезу; він складається з таких етапів, як поглинання світла молекулою пігменту, перенос енергії збудження і протікання хімічних реакцій у фотосистемі ФСП. Дезбудження поглинутої світлової енергії супроводжується виділенням тепла і випромінюванням світла у вигляді флуоресценції хлорофілу. Флуоресценція - це такий процес, який супроводжується переходом з синглетного рівня на основний, причому цей процес перевищує теплове випромінювання і триває проміжок часу значно більший, ніж період світлових коливань. Флуоресценція складається із збудження молекули речовини (флуорофора), яка спроможна флуоресціювати на певній довжині світлової хвилі, і випромінювання світла на більшій довжині хвилі. Встановлено, що близько 2-5 % енергії збудження перетворюється у випромінювання енергії хлорофілом. Співвідношення між флуоресценцією хлорофілу і загальним процесом фотосинтезу носять досить складний характер; слід однак зауважити, що процес реєстрації флуоресценції хлорофілу зеленого листка рослини може бути використаний для аналізу стану рослини під впливом різноманітних абіотичних та антропогенних факторів як у лабораторних, так і польових умовах [Techniques..., 1986].

Флуоресцентні властивості окремого листка. Спектр флуоресценції зеленого листка характеризується максимумами при 440-450 нм (синя область), 685-690 нм (червона область). Спектри флуоресценції деяких рослин характеризуються також плечем при 520-530 нм (зелена область).

Згідно із сучасним уявленням, за флуоресценцію в червоній області спектра відповідає хлорофіл а. Із флуоресценцією в синій області спектра пов'язані такі хімічні сполуки, як хлорогенова кислота, кавова кислота, Кумарини (ескулін і скополегін), стильбени (і-стильбен, рапонтицин). Флуорофорами у зеленій області спектра можуть бути алкалоїд берберін і кверцетин. Внесок у флуоресценцію в синій та зеленій областях спектра з боку рибофлавіну, НАДФ і філогідрохінону можна вважати незначним.

Методи флуоресцентної спектроскопії. Флуориметрія інтактного листка дає можливість аналізувати залежність форми та інтенсивності спектрів випромінювання при збудженні флуоресценції хлорофілу (рис. 9.10). Недоліком цього методу є довготривалість процесу запису спектра, під час якого в листку можуть відбуватися певні зміни, викликані індукцією флуоресценції хлорофілу.

Рис. 9.10. Спектр випромінювання флуоресценції хлорофілу інтактного листка.

Реєстрація індукції флуоресценції хлорофілу дає можливість спостерігати часову кінетику інтенсивності флуоресценції, попередньо адаптованого до темноти зеленого листка. Суть у тому, що при освітленні зеленого листка, який знаходився 15-20 хв. у темряві, флуоресценція хлорофілу в ньому набуває індукційної кінетики (відомої як ефект Каутського [Kautsky, Hirsch, 1931]). Причому, в цій часовій поведінці флуоресценції хлорофілу можна виділити два інтервали: швидкий ріст флуоресценції до максимального значення протягом 100-500 мс і повільне спадання флуоресценції до стаціонарного рівня протягом 3-5 хв. Індукцію флуоресценції можна пояснити порушенням зв'язку між фотосистемами І і II у темряві і переходом фотосинтетичного апарата із стану І у стан II при освітленні. Типову індукційну криву наведено на рис. 9.11, а схему двохвильового флуориметра - на рис. 9.12. Метод безпосередньої реєстрації індукції флуоресценції зеленого зразка не позбавлений певних недоліків - залежності сигналу, що реєструється, від інтенсивності випромінювання збудження, впливу оточуючого освітлення.

Рис. 9.11. Типова індукційна крива.

Рис. 9.12. Схема двохвильового флуориметра: 1 - Не:Ne-лазер, 2 - світловід, 3 - листок, 4 - фільтр 690 нм, 5 - фільтр 740 нм, 6 - фотодіоди, 7 - система реєстрації.

Оптичний багатоканальний аналіз (ОМА) базується на одночасній реєстрації флуоресценції в синій, зеленій і червоній ділянках спектра за допомогою поліхроматора з дифракційною решіткою і лінійки діодних детекторів (кількість їхня може досягати 512). Збудження флуоресценції хлорофілу здійснюється випромінюванням ультрафіолетового лазера. Фактично така система не записує спектри флуоресценції, а реєструє інтенсивність флуоресценції на всіх довжинах хвиль одночасно. Таким чином, індукцією флуоресценції хлорофілу в даному методі можна знехтувати. Схема ОМА-системи наведена на рис. 9.13.

Рис. 9.13. Оптичний багатоканальний аналізатор: а - схема аналізатора: 1 - лазер ультрафіолетового діапазону, 2 - листок, 3 - вікно, 4- дифракційна решітка, 5 - лінійка діодів, 6 - оптична багатоканальна система, 7 - підсилювач, 8 - система реєстрації, 9 - тригер; б - одночасно зареєстровані спектри випромінювання флуоресценції хлорофілу зеленого листка.

Імпульсна модуляційна флуориметрія або "РАМ-флуориметрія" - від англ. Pulse Amplitude Modulation [Shreiber et al., 1986] передбачає оцінку рівня основної флуоресценції F_o, максимальної флуоресценції E_м, а також значень фотохімічного qQ і нефотохімічного qE коефіцієнтів гасіння. Перехід електронів уздовж електронно-транспортного лагнцюга супроводжується зменшенням (гасінням) флуоресценції хлорофілу. Це зменшення відбувається внаслідок окислення акцептора, який являє собою комплекс феофітину і хінонів. Якщо акцептор окислюється завдяки перенесенню електронів до НАДФ і, врешті-решт, до СО₂, флуоресценція зменшується. Такий процес називається "фотохімічним гасінням" і характеризується коефіцієнтом фотохімічного гасіння qP. У той же час існують інші механізми гасіння нехімічної природи або "нефотохімічного гасіння", які характеризуються коефіцієнтом нефотохімічного гасіння qN. Основними з процесів гасіння є залежне від енергії гасіння, пов'язане з індукованим протонним градієнтом крізь тилакощну мембрану, та гасіння, пов'язане з фотоінгібуванням, що викликається надлишковим опромінюванням. Отже, флуоресценція є комплементарним процесом по відношенню до фотохімічних та теплових процесів: вихід флуоресценції тим більший, чим менші витрати енергії на фотохімічні реакції або теплоту.

Прилад, який реалізує метод імпульсної модуляційної флуориметрії, обладнаний світловим діодом, довжина хвилі випромінювання якого становить 655 нм, а вимірювальні імпульси генеруються з частотою від 600 Гц до 20 кГц та інтенсивністю 0,1 мкмоль·м^-2·с^-1 ФАР. Крім того, флуориметр обладнаний галогенною лампою з фільтром, яку використовують для створення діючого (до 5000 мкмоль·м^-2·с^-1) та насичуючого (до 15000 мкмоль·м^-2·с^-1) випромінювання. Принцип дії амплітудно-модульованої флуориметрії полягає у збудженні флуоресценції серією світлових імпульсів. Інтенсивності цих імпульсів недостатньо, щоб викликати Фотосинтез, але достатньо для стимулювання сигналу флуоресценції, що відповідає початковому рівню F₀. Момент включення такого «вимірювального» імпульсу позначений літерою А для адаптованого до темряви зразка і літерою А' для адаптованого до світла зразка (рис. 9.14). Далі зразок освітлюють інтенсивним світловим імпульсом, який викликає «насичення» реакційних центрів та їхнього запирання. Закриті реакційні центри відновлюються і беруть участь у фотохімічних реакціях. У цьому разі інтенсивність флуоресценції збільшується до максимального рівня F_m для адаптованих у темряві зразків та до для зразків, що опромінюються діючим світлом (точки В і В', рис. 9.14). Імпульси насичення, які повторюються через кожні 10 с, повністю ослаблюють первинний акцептор Q_A ФСІІ. Таким чином, ланцюг перенесення електронів між двома фотосистемами швидко переривається. Більше того, внаслідок дії насичуючого імпульсу фотохімічне гасіння флуоресценції сходить нанівець, тоді як нефотохімічне гасіння продовжується.

Рис. 9.14. Принцип амплітудно-модульованоїфлуориметрії: А та А’ - моменти включення "вимірювального" імпульсу для адаптованихдо темряви тадо світла зразків відповідно, В та В’ - моменти освітлення зразків імпульсом насичення.

Флуоресцентні зображення листка було отримано за допомогою системи, яка містить як джерело збудження флуоресценції Nd-YAG-лазер, що працює в режимі модульованої добротності. Лазерний промінь, збільшений за діаметром, опромінює листок. Випромінювання флуоресценції подається на систему флуоресцентних зображень, яка складається з інтерференційного фільтра, лінзи, інтенсифікатора зображень та відеокамери, зв'язаної з комп'ютером (рис. 9.15). Таким приладом можна реєструвати флуоресцентне поле листка по всій його поверхні та вимірювати профілі інтенсивності флуоресценції вздовж та впоперек листка.

Рис. 9.15. Система флуоресцентних зображень: 1 — Не:Ne-лазер, 2 — модулятор, 3 - листок, 4 - лінза, 5 - спектрометр, 6 — CCD-детектор, 7 — комп’ютер.

Лазерний спектрофлуориметр для вимірювання флуоресценції рослинних покривів у режимі ближнього поля складається з лазера на барвниках як джерела збудження флуоресценції (джерелом накачування для цього лазера був ексимерний лазер Хе-Сl з довжиною хвилі 308 нм), телескопа та багатоканального спектрального аналізатора. Випромінювання лазера на барвниках направляють на рослинний покрив, який досліджують. Випромінювання флуоресценції надходить крізь телескоп на багатоканальний аналізатор, який обладнаний дифракційною решіткою і лінійкою детекторів.

Флуоресцентні індекси. Функції цих індексів можуть виконувати деякі флуоресцентні параметри, які використовуються для кількісної оцінки тих змін, що набуває рослина внаслідок стресових умов. Під час використання методу спектрофлуориметрії таким індексом може бути відношення F(690)/F(740), де F(690) та F(740) - інтенсивність флуоресценції на довжинах хвиль 690 нм і 740 нм відповідно (рис. 9.16). При реєстрації індукції флуоресценції використовують індекс життєздатності Rfd = f_d/f_s, який вимірюють на двох довжинах хвиль: Rfd(690) і Rfd(740) та індекс адаптації до стресів А_p = 1 - [Rfd(740) + 1]/[Rfd(690) + 1], де f_d = f_m — f_s - зменшення флуоресценції, f_m - максимальна флуоресценція, f_s - стаціонарна флуоресценція (див. рис. 9.11).

Рис. 9.16. Спектри випромінювання флуоресценції хлорофілу з максимумами при 690 нм та 740 нм: 1,2 - верхня та нижня сторони листка відповідно.

Фотосинтетичну активність адаптованих до темряви зразків оцінюють при реалізації РАМ-флуориметрії за допомогою оптимального квантового виходу де F_v/F_m — відношення змінної флуоресценції F_v = F_m — F₀ до максимальної флуоресценції F_m, що відповідає закритим реакційним центрам ФСІІ; F₀ - початкова флуоресценція, яка відповідає відкритим реакційним центрам фотосистеми ІІ (ФСІІ). Крім того, є можливість визначення коефіцієнтів фотохімічного і нефотохімічного та гасіння, адаптованих до темряви зразків, де F_m’ - максимальна Інтенсивність флуоресценції освітленого зразка, F - інтенсивність флуоресценції в певний момент часу.

Корисну інформацію можна також отримати і без темнової адаптації зразка. Якщо освітлювати зразок світлом високої ефективності, реакційний центр ФСІІ бере участь у поглинанні світла, захопленні енергії та перенесенні електронів — усі ці процеси тривають певний час, протягом якого реакційний центр є «закритим». Чим більше реакційних центрів закрито, тим менша ефективність фотосинтезу.

Для кількісної оцінки ефективності фотосинтезу використовують такий параметр, як ефективний квантовий вихід фотосинтезу і відносну швидкість електронного транспорту де ФАР - швидкість потоку фотонів фотосинтетично активного випромінювання, яка вимірюється у мкмоль·м²·с^-1.

Важливими параметрами, що характеризують процес фотосинтезу, є фотосинтетична ефективність, що визначається як лінійна ділянка залежності відносної швидкості електронного транспорту ETR від інтенсивності діючого світла І (тут інформативним є нахил ф_mах залежності ETR = f(1)), а також фотосинтетична здатність, що відповідає максимальному значенню відносної швидкості електронного транспорту ETR_max, насиченню кривої ETR = f(1). Типову світлову криву наведено на рис. 9.17. Тут 1, 2 — різні рівні насичення світлових кривих, що відповідають різним значенням фотосинтетичної здатності зразка, А — область між лінійною ділянкою кривої ETR = f(1), екстрапольованою до перетину з рівнем насичення, та самою кривою, яка відповідає кількості поглинутого світла і яка може бути в принципі використана для фотосинтезу, але губиться через внутрішні процеси, що відбуваються у фотосинтетичному апараті; В — площа між двома кривими ETR = f(1),зареєстрованими при оптимальних та надлишкових інтенсивностях світла, що відповідає втратам енергії за рахунок фотоінгібування, С - площа, що відповідає зменшеній внаслідок фотоінгібування поглинутій світловій енергії.

Рис. 9.17. Типова світлова крива (пояснення у тексті).

Вплив різних факторів на флуоресцентні властивості окремого листка. На форму спектра випромінювання флуоресценції листка впливають: вміст хлорофілу, фаза розвитку листка, бік та сегмент листка, його вік, ярус рослини, на якому листок знаходиться, механічні пошкодження, дегідратація, екстремальні температури, дефіцит азоту, сольовий дисбаланс, забруднення.

Флуоресцентні властивості рослинних покривів. Флуоресценція рослинних покривів у природних умовах дещо відрізняється від тієї, що спостерігається на рівні окремого листка. По-перше, слід відзначити неоднорідність розподілу хлорофілу серед рослин. Ця гетерогенність пов'язана з різним віком листка і, відповідно, з неоднаковою швидкістю фотосинтезу, концентрацією пігментів, залежністю фізіологічного стану рослин від умов природного освітлення, внесення агрохімічних препаратів, водних і температурних стресів, часу доби та пори року. Експериментальні дані свідчать про те, що спектр випромінювання флуоресценції характеризується зменшенням на 25 % максимуму в синій області спектра та майже повним пригніченням червоних максимумів при переході від окремого листка до рослинного покриву, якщо довжина хвилі збудження дорівнює 337 нм. У разі збудження на довжині хвилі 632 нм спостерігається інтенсивне зростання флуоресценції в червоній області спектра Це можна пояснити тим, що ультрафіолетове випромінювання не проходить крізь епідерміс і не досягає мезофільних клітин.

Вплив різних факторів на флуоресценцію рослинного покриву. Метод флуоресцентної спектроскопії дає можливість реєструвати і аналізувати вплив різноманітних природних і антропогенних стресів на рослинні покриви, а саме: агрохімічних препаратів, зневоднення, механічних пошкоджень, температури, недостачі азоту, забруднення біосфери тощо.