Научная статья на тему 'ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДИКАТРИС ЯРКОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ЛИСТА РАСТЕНИЯ ПРИ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ МОНИТОРИНГЕ'

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДИКАТРИС ЯРКОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ЛИСТА РАСТЕНИЯ ПРИ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ МОНИТОРИНГЕ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
51
16
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
АгроЭкоИнженерия
ВАК
Область наук
Ключевые слова
экологический мониторинг / растение / лист / яркость / индикатриса отражения / гониорефлектометр / флуктуирующая асимметрия / environmental monitoring / plant / leaf / radiance / reflection indicatrix / goniorescatterometer / fluctuating asymmetry

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Елена Николаевна Ракутько, Сергей Анатольевич Ракутько, Геннадий Валерьевич Медведев

Актуальной задачей в настоящее время становится создание новых и совершенствование существующих методов экологического мониторинга и комплексной оценки состояния окружающей среды. Особенностью экологического мониторинга является интегральность производимой оценки действия совокупности экологических факторов на общее состояние растений. Быстрая и объективная оценка состояния растения возможна по оптическим свойствам листа, в частности, яркости его поверхности. Эта величина характеризует отражательные свойства листа, зависящие от состояния растения и протекающих в нем биохимических процессов. Разработан лабораторный гониорефлектометр, обеспечивающий получение цифрового снимка листа при различных углах освещения и наблюдения. Целью работы является оценка возможности проведения мониторинга состояния окружающей среды по индикатрисам яркости поверхности листа растений. Произведен анализ схемы измерения яркости листа, размещаемого на цилиндрической поверхности. Показано, что при этом отдельные участки поверхности листа находятся в разных условиях освещения и наблюдения. Это позволяет извлечь информацию о яркости отдельных точек поверхности по цифровому снимку. Апробацию способа экологического мониторинга по индикатрисе отражения провели на примере листьев рассады огурца (Cucumis Sativus), выращенной под двумя разными спектрами. Полученная индикатриса дает возможность оценки состояния растений по средней величине доли зеркального отражения и по флуктуирующей асимметрии этой доли. Разработанное лабораторное устройство для определения индикатрис яркости по сравнению с известными отличается простотой, низкими затратами на изготовление, большей скоростью проведения исследований, повышенной информативностью результатов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Елена Николаевна Ракутько, Сергей Анатольевич Ракутько, Геннадий Валерьевич Медведев

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DETERMINATION OF INDICATRIXES OF THE PLANT LEAF SURFACE RADIANCE IN ENVIRONMENTAL MONITORING

An urgent task of today is to create the new and improve the available methods of environmental monitoring and comprehensive assessment of the environment. Environmental monitoring features the integrality of the assessment of the effect of a combination of environmental factors on the general condition of plants. The optical leaf properties, may contribute to quick and accurate assessment of the plants state, namely, their surface radiance. It characterizes the reflective properties of the leaf depending on the plant state and ongoing biochemical processes. The designed laboratory gonioresectometer provided a digital photograph of a leaf at various angles of illumination and observation. The study aimed to evaluate the possibility of conducting the ecological monitoring by the indicatrixes of the plant leaf surface radiance. The scheme for measuring the radiance of a leaf placed on a cylindrical surface was analysed. It was shown that in this case different parts of the leaf surface were under different conditions of illumination and observation. This allowed extracting the information on the radiance of individual surface points from a digital image. The method of ecological monitoring by the reflection indicatrix was tested on the example of the cucumber (Cucumis Sativus) seedlings leaves grown under two different spectra. The study proved the reflection indicatrix made it possible to assess the state of plants by the average value of the specular component fraction and its fluctuating asymmetry. The designed laboratory device in comparison with the the known ones, is distinguished by its simplicity, low manufacturing costs, faster research, and increased information content of the results.

Текст научной работы на тему «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДИКАТРИС ЯРКОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ЛИСТА РАСТЕНИЯ ПРИ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ МОНИТОРИНГЕ»

Статья поступила в редакцию: 14.03.2023 Received: 14.03.2023

Одобрена после рецензирования: 13.05.2023 Approved after reviewing: 13.05.2023

Принята к публикации: 30.06.2023 Accepted for publication: 30.06.2023

Научная статья УДК 535.241.44

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДИКАТРИС ЯРКОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ЛИСТА РАСТЕНИЯ ПРИ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ МОНИТОРИНГЕ

Елена Николаевна Ракутько1, elena.rakutko@mail.ru,ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3536-9639.

Сергей Анатольевич Ракутько2н, sergej1964@yandex.ru,ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2454-4534.

о

Геннадий Валерьевич Медведев , genatswaly@mail.ru

12 „

' Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия

3Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Санкт-Петербург, Россия

Аннотация. Актуальной задачей в настоящее время становится создание новых и совершенствование существующих методов экологического мониторинга и комплексной оценки состояния окружающей среды. Особенностью экологического мониторинга является интегральность производимой оценки действия совокупности экологических факторов на общее состояние растений. Быстрая и объективная оценка состояния растения возможна по оптическим свойствам листа, в частности, яркости его поверхности. Эта величина характеризует отражательные свойства листа, зависящие от состояния растения и протекающих в нем биохимических процессов. Разработан лабораторный гониорефлектометр, обеспечивающий получение цифрового снимка листа при различных углах освещения и наблюдения. Целью работы является оценка возможности проведения мониторинга состояния окружающей среды по индикатрисам яркости поверхности листа растений. Произведен анализ схемы измерения яркости листа, размещаемого на цилиндрической поверхности. Показано, что при этом отдельные участки поверхности листа находятся в разных условиях освещения и наблюдения. Это позволяет извлечь информацию о яркости отдельных точек поверхности по цифровому снимку. Апробацию способа экологического мониторинга по индикатрисе отражения провели на примере листьев рассады огурца (Cucumis Sativus), выращенной под двумя разными спектрами. Полученная индикатриса дает возможность оценки состояния растений по средней величине доли

23

зеркального отражения и по флуктуирующей асимметрии этой доли. Разработанное лабораторное устройство для определения индикатрис яркости по сравнению с известными отличается простотой, низкими затратами на изготовление, большей скоростью проведения исследований, повышенной информативностью результатов.

Ключевые слова: экологический мониторинг, растение, лист, яркость, индикатриса отражения, гониорефлектометр, флуктуирующая асимметрия

Для цитирования. Ракутько Е.Н., Ракутько С.А., Медведев Г.В. Определение индикатрис яркости поверхности листа растения при экологическом мониторинге // АгроЭкоИнженерия. 2023 № 2 (115). С. 23-35

Research article

Universal Decimal Code УДК 535.241.44

DETERMINATION OF INDICATRIXES OF THE PLANT LEAF SURFACE RADIANCE IN ENVIRONMENTAL MONITORING

Yelena N. Rakutko1, elena.rakutko@mail.ru,ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3536-9639. Sergey A. Rakutko2® sergej 1964@yandex.ru,ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2454-4534. Gennadi V. Medvedev , genatswaly@mail.ru

12*

' Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) -branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia.

3

Saint Petersburg State Agrarian University, Saint Petersburg, Russia

Abstract. An urgent task of today is to create the new and improve the available methods of environmental monitoring and comprehensive assessment of the environment. Environmental monitoring features the integrality of the assessment of the effect of a combination of environmental factors on the general condition of plants. The optical leaf properties, may contribute to quick and accurate assessment of the plants state, namely, their surface radiance. It characterizes the reflective properties of the leaf depending on the plant state and ongoing biochemical processes. The designed laboratory gonioresectometer provided a digital photograph of a leaf at various angles of illumination and observation. The study aimed to evaluate the possibility of conducting the ecological monitoring by the indicatrixes of the plant leaf surface radiance. The scheme for measuring the radiance of a leaf placed on a cylindrical surface was analysed. It was shown that in this case different parts of the leaf surface were under different conditions of illumination and observation. This allowed extracting the information on the radiance of individual surface points from a digital image. The method of ecological monitoring by the reflection indicatrix was tested on the example of the cucumber (Cucumis Sativus) seedlings leaves grown under two different spectra. The study proved the reflection indicatrix made it possible to assess the state of plants by the average value of the specular component fraction and its fluctuating asymmetry. The designed laboratory device in comparison with the the known ones, is distinguished by its simplicity, low manufacturing costs, faster research, and increased information content of the results.

Key words: environmental monitoring, plant, leaf, radiance, reflection indicatrix, goniorescatterometer, fluctuating asymmetry

For citation: Rakutko E.N., Rakutko S.A., Medvedev G. V. Determination of indicatrixes of the plant leaf surface radiance in environmental monitoring // AgroEcoEngineering. 2023;2(115): 23-35. (In Russ.)

Введение

В современных условиях, когда темпы антропогенного влияния на природные комплексы постоянно увеличиваются, насущной задачей становится создание новых и совершенствование существующих методов экологического мониторинга и комплексной оценки состояния окружающей среды [1, 2]. Естественным индикатором происходящих в экосистеме процессов являются растения, воспринимающие воздействие факторов, характеризующих окружающую среду. Стрессовые воздействия, вызванные внешними факторами, нарушают нормальное состояние организма, оказывая влияние на состояние и развитие растений.

В отличие от селективных методов, направленных на определение влияния отдельных факторов на различные отдельные показатели растений, методологией экологического мониторинга является интегральность производимой оценки действия совокупности экологических факторов на общее состояние растений.

Быструю и объективную оценку физиологического состояния растения позволяют производить оптические свойства листа [3,4,5].

Так, яркость поверхности объекта характеризует его отражательные свойства, зависящие от состояния растения и протекающих в нем биохимических процессах [6]. Этот параметр является информационным откликом, доступным при дистанционных неразрушающих измерениях [7]. Отражательные свойства листьев широко используются при при экологическом мониторинге и оценке качества среды [8].

Коэффициент яркости представляет собой отношение яркости исследуемого образца материала к яркости диффузного эталона при их одинаковом облучении источником излучения при различных углах падения и наблюдения [9]. Для исследования отражательной способности поверхности применяют фотометрические методы с применением специализированных приборов - гониорефлектометров - поворотных приборов, обеспечивающих в своих различных конструкциях поворот освещенного образца относительно приемного устройства, вращение приемной части вокруг образца или сочетание обоих поворотов поочередно и совместно [10]. Отраженный от листа растения смешанный световой поток содержит две составляющие: диффузную, в большей или меньшей степени соответствующую закону Ламберта, и зеркальную, поток которой сосредоточен в достаточно узком телесном угле [11]. Диффузная составляющая образуется благодаря наличию на поверхности листа растения различных видов шероховатостей и неровностей. Причина их появления - сниженный тургор, дефицит элементов питания, повреждение поверхности под влияние неблагоприятных факторов окружающей среды. Напротив, б льшая доля в смешанном потоке зеркальной составляющей свидетельствует о

лучшем экологическом состоянии растения, об отсутствии необходимости внешнего вмешательства (полив, подкормка или другие формы ухода за растением).

Целью работы является оценка возможности проведения экологического мониторинга по индикатрисам яркости поверхности листа растений.

Материалы и методы

Для проведения измерений был изготовлен лабораторный макет гониорефлектометра (рис.1). На двух штангах размещены источник света и цифровая камера. Прибор позволяет получить снимки поверхности листа, размещаемого на измерительной площадке. Форма площадки может быть как плоской, так и цилиндрической.

Рис.1. Изготовленный гониорефлектометр и его использование при исследовании отражательной способности листьев огурца

Fig.1. Designed gonioreflectometer and its use in the study of reflection capacity of

cucumber leaves

Фотометрические основы применяемого метода заключаются в следующем. Пусть лист растения 1 размещен на цилиндрической площадке 2 (достаточно половины цилиндра), а угол а между направлениями на источник света 3 и камеру 4, измеряемый в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра фиксирован. За положительное направление угла ( + а ) принято направление против часовой стрелки от линии визирования камеры до линии

направления света. Пусть расстояния от источника света и камеры до листа существенно превышают его размеры, а источник света коллимирован, т.е. испускает параллельный пучок (рис. 2).

Анализ показывает, что различные участки принятой листом криволинейной поверхности находятся в различных условиях освещения от источника и наблюдения камерой. Рассмотрим характерные точки поверхности листа. При положительных а крайней точкой, фиксируемой камерой, является крайне левая т. А - первая характерная точка. В ней луч визирования камеры касателен к цилиндрической поверхности, а значит, угол наблюдения равен нулю.

Рис. 2. Формирование индикатрисы яркости на Рис. 3. Формирование поля яркости в цилиндрической поверхности плоскости чувствительной матрицы

Fig. 2. Formation of the radiance indicatrix on a камеры

cylindrical surface Fig. 3. Formation of the radiance field in the

plane of the sensitive matrix of the camera

При любой отражающей способности листа коэффициент отражения данного участка так же равен нулю. При движении к другому краю вдоль цилиндрической поверхности участки листа характеризуются различным сочетанием углов падения и наблюдения. До т. В (вторая характерная точка), расположенной на биссектрисе угла а , наблюдается диффузное отражение. Окрестности т. В являются областью смешанного отражения, поскольку наряду с диффузной составляющей здесь появляется зеркальная, т.к. угол падения потока в этой точке равен углу отражения. Значения коэффициента отражения принимают здесь существенно большие значения. При дальнейшем движении по полуцилиндрической поверхности наблюдается вторая зона диффузного отражения. При достижении третьей характерной точки С касательная равна углу а, падающий луч касателен к полуцилиндрической поверхности. Далее при любой отражающей способности образца коэффициент отражения данного участка равен нулю, поскольку освещение не попадает на этот участок. Четвертой характерной точкой является точка Б - другой край полуцилиндрической поверхности. Отмеченные на поверхности листа реальные точки его поверхности А, В, С и Б на снимке проецируются соответственно в точки А , В , С и Б .

Камера создает изображение листа в пределах точек А - Б в плоскости, перпендикулярной своей оптической оси. Яркость каждого пикселя ^ на снимке

пропорциональна коэффициенту отражения участка поверхности листа ,

соответствующему данному пикселю.

Для снимка в градациях серого пиксели на снимке характеризуются определенным уровнем серого. Область смешанного отражения из-за наличия зеркальной компоненты имеет вид светлой полосы, параллельной оси цилиндра. При сохранении снимка в 8 - битном формате максимальное значение интенсивности (уровень белого) пикселя на снимке составляет 255 ед. Нулевое значение соответствует уровню черного. Пиксели, лежащие на линии, перпендикулярной оси образующего цилиндра (г = 1..М, где М - количество пикселей на снимке, соответствующее ширине образца) используют для определения коэффициентов отражения различных точек поверхности листа. Пиксели на параллельных оси линиях ( к = 1...К, где К - количество пикселей на снимке, соответствующее длине образца) используют как повторности измерения, для повышения точности измерений.

Для перехода от измеренного по цифровому снимку степени серого (яркости) пикселя Цк к коэффициенту отражения соответствующего ему участка поверхности образца ра применяют формулу линейной интерполяции

эт \ \г2

Рк = РТ +(Lhk - LT )

э э

(Р2 - Р1 )

э э

(L2 - L1 )

где рЭ" и рэ™ - коэффициенты отражения эталонов (близкие соответственно к 0 и

100 %);

LT и LT - яркости пикселей их изображений, измеренные по цифровому снимку.

Известные программные средства, например, программа ImageJ, позволяют визуализировать распределение полей яркости на снимке в виде кривой в прямоугольных координатах

Весной 2023 г. в искусственных условиях выращивали рассаду огурца (Cucumis Sativus). Изучали влияние спектра излучения на состояние растений. Часть растений выращивали под люминесцентными лампами (ЛЛ), часть - под светодиодными источниками (СД) с красно-синим спектром при прочих равных условиях окружающей среды.

Исследуемые листья имели ширину порядка 10 см. Цилиндр, вокруг которого оборачивали лист, имел диаметр 3 см. При поочередном изменении положения источника света получали два цифровых снимка. Калибровку производили по двум эталонам с известными коэффициентами отражения. Лист растения, стрессовое состояние которого необходимо оценить, размещали на цилиндрической поверхности. При этом достаточно, что бы лист при его плотном прилегании охватывал половину цилиндра. Центральная жилка (ось симметрии листа) должна располагаться вдоль оси цилиндра, по центру его половины.

Цифровую камеру размещали напротив центра листа, на линии, перпендикулярной оси цилиндра. Источник света, создающий параллельный поток, размещали на линии, отклоненной под углом 20о в одну сторону от линии визирования камеры (точка пересечения линий лежит на оси цилиндра). При этом угле положение участков поверхности с

диффузным и смешанным отражением максимально разнесено в пределах границ цифрового снимка, поскольку расстояние А В составляет одну треть от А Б .

Производили первый снимок камерой. Изменяли положение источника света на симметричное относительно линии визирования камеры. Производили второй снимок. Определяли яркость изображений эталонов на снимках, по известным значениям коэффициентов их отражения определяют коэффициенты отражения участков поверхности листа. При этом коэффициенты отражения участков поверхности листа определяли по яркости соответствующих пикселей на снимках вдоль линий, перпендикулярных оси цилиндрической поверхности, участки изображения поверхности листа на параллельных оси цилиндра линиях используют для получения повторностей измерений.

Распределение поля яркости на цифровом снимке визуализировали в виде кривой (индикатрисы) зависимости коэффициента отражения от линейной координаты, измеряемой вдоль прямой, перпендикулярной линии визирования камеры. На полученной кривой смешанного отражения выделяли участок резкого всплеска, соответствующую появлению зеркальной составляющей отражения, определяли положение данного участка относительно края снимка и ее размер. На том же расстоянии от другого края снимка (симметрично относительно проекции центральной жилки на указанную линейную координату) выделяли участок диффузной составляющей отражения того же размера.

Находили коэффициенты отражения для каждого выделенного участка для смешанного потока и его диффузной составляющей при первом Рь и Рк и втором Рк и

Рь положении источника света.

Находили значения билатерального признака для выделенных участков листа

4 ^ =4

Рд к од

Нь и Нк . Для повышения точности производили повторные измерения на

- =

2

по которому

по которому судили

снимках вдоль линий, параллельных оси цилиндра.

Находили среднее значение билатерального признака судили о функциональном состоянии растения.

ФА =

Находили значение ФА билатерального признака 2у

о стабильности развития растения.

Для повышения точности определения у и ФАу находили их средние значения по повторным измерениям.

Результаты и обсуждение

В таблице 1 представлены измеренные значения коэффициентов отражения участков поверхности листа растения, выращенного под ЛЛ. Данные представлены для каждого пикселя при обоих положениях источника света.

Анализ табличных данных показывает, что резкое увеличение коэффициента отражения (появление зеркальной составляющей в смешанном отражении для условно левого участка Ь) наблюдается с 211 по 215 пиксель. Здесь расположен блок данных рсь .

Данные для этих же пикселей, но при другом положении источника света составляют блок pdL (диффузное отражение для условно левого участка L). Центром симметрии снимка,

соответствующим середине листа, являются пиксели 320 и 321. На том же расстоянии в 210 пиксель, но от другого края снимка, начиная с 430 пикселя и по направлению к центру симметрии, до пикселя 426, располагается зона диффузного отражения pR для условно правого участка R при положении I источника света и зона смешанного отражения этого участка pR при положении II источника света.

В таблице 2 показано определение итоговых показателей и их средних значений. У растений, выращенных под ЛЛ, среднее значение билатерального признака Vлл =3.662 отн.ед. Величина ФА =0.0187 отн.ед.

Аналогичные измерения проводили для растений, выращенных под СД. У них среднее значение билатерального признака усд =3.837 отн.ед., т.е. отличия несущественны

(менее 5%). Это означает, что спектр излучения оказал слабое влияние на изменение отражающей способности листьев, незначительно повлиял на функциональное состояние растений.

Таблица 1. Яркости пикселей Table 1. Pixel radiance

Таблица 2. Определение среднего значения доли зеркальной компоненты и величины

ее флуктуирующей асимметрии Table 2. The average value of the specular component fraction and the value of its

fluctuating asymmetry

№№ пике. Pi Р1 Vi №№ пике. Р« К V« V ФА „

211 0.861 0.232 3.711 430 0.885 0.245 3.612 3.662 0.0135

212 0.975 0.246 3.963 429 0.951 0.255 3.729 3.846 0.0304

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

213 0.981 0.264 3.716 428 0.984 0.259 3.799 3.758 0.0111

214 0.978 0.268 3.649 427 0.974 0.274 3.555 3.602 0.0131

215 0.950 0.269 3.532 426 0.950 0.283 3.357 3.444 0.0254

3.662 0.0187

Однако величина ФА =0.0241 отн.ед., что больше аналогичного показателя для ЛЛ

СД

на 30%. Это означает, что спектр излучения повлиял на стабильность развития растения, на тонкие механизмы управления гомеостазисом, что пока не проявилось в физиологических процессах. Увеличение ФА свидетельствует о менее благоприятном спектре СД по сравнению с ЛЛ.

Выводы

Предложенный способ определения индикатрис яркости заключается в том, что поочередно делают снимок цифровой камерой листа растения, расположенного на цилиндрической поверхности при различном симметричном положении источника света относительно линии визирования камеры. На полученных снимках выделяют симметричные области смешанного отражения и его диффузной составляющей. В качестве билатерального признака используют отношение коэффициентов смешанного и диффузного отражения у выделенных областей. По среднему значению величины найденного билатерального признака судят о функциональном состоянии растения, по его флуктуирующей асимметрии -о стабильности развития растения.

Разработанный для определения индикатрис яркости макет лабораторного устройства по сравнению с известными отличается простотой, низкими затратами на изготовление, большей скоростью проведения исследований. Его особенностью является повышение информативности результатов измерений за счет сохранения параметров фотометрирования на снимке, содержащем изображение фотометрируемого образца. Устройство обеспечивает цифровую фотосъемку листьев растений в отраженном свете при различных углах падения и наблюдения.

При нахождении по результатам проведения экологического мониторинга соответствующих зависимостей параметров растений от уровня действующих факторов

окружающей среды возможна оптимизация параметров окружающей среды.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Бондарева Л.А., Суханова М.В. Оценка возможности применения методов функциональной диагностики растений для решения проблем экологического мониторинга // Биотехносфера. 2015. № 6 (42). С. 11-15

2. Ракутько Е. Н., Ракутько С. А. О возможности биоиндикации окружающей среды по флуктуирующей асимметрии оптической плотности листьев растений // Известия нижневолжского агроуниверситетского комплекса. 2023. №1(69). С. 563-575. https://doi.org/10.32786/2071-9485-2023-01-62.

3. Ерошенко Ф.В., Сторчак И.Г., Чернова И.В. Оценка состояния растений методами экспресс-диагностики // Аграрный вестник Урала. 2019. № 7 (186). С. 19-25. https://doi.org/10.32417/article_5d52af440f71b8.16701399

4. Кулик К.Н., Исаков А.С., Новочадов В.В. Новые возможности анализа листовых пластинок деревьев-биоиндикаторов в оценке состояния окружающей среды в условиях аридной зоны // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2021. № 1 (61). С. 25-36. https://doi.org/10.32786/2071-9485-2021-01-02

5. Ракутько С. А., Васькин А. Н., Ракутько Е. Н. Применение морфо-цветометрического анализа в биоиндикации экосистем // Известия нижневолжского агроуниверситетского комплекса. 2022. № 3(67). С. 445-458. https://doi.org/10.32786/2071-9485-2022-03-51

6. Zhang X.Z., Du P.P., He Yю, Fang H. Review of research and application for vegetation BRDF. Guang Pu Xue Yu Guang Pu Fen Xi. 2017. Vol. 37(3). P. 829-835. https://doi.org/10.3964/j.issn.1000-0593(2017)03-0829-07

7. Lukes P., Neuwirthova E., Lhotakova Z., Janoutova R., Albrechtova J. Upscaling seasonal phenological course of leaf dorsiventral reflectance in radiative transfer model // Remote Sens. Environ. 2020. Vol. 246, Art. 111862. https://doi.org/10.1016/j.rse.2020.111862

8. Sun Z., Wu D., Lv Y., Lu S. Optical properties of reflected light from leaves: A case study from one species // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., 2019. Vol. 57 (7). P. 4388-4406 https://doi.org/10.1109/TGRS.2019.2890998

9. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. М.: Знак. 2006. 972 с. URL: http://krispen.ru/knigi/ajzenberg_01.pdf

10. Лабунец Л.В., Борзов А.Б., Ахметов И.М. Регуляризованная параметрическая модель индикатрисы коэффициента яркости шероховатой поверхности // Оптический журнал. 2019. Т. 86. № 10. С. 20-29. https://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-10-20-29

11. Okayama H. How different are the indicatrixes of the leaves of various woody plant species? Applied Optics. 1996. Vol. 35. No. 18. P. 3250-3254. https://doi.org/10.1364/AO.35.003250.

REFERENCES

1. Bondareva L.A., Sukhanova M.V. Assessment the possibility of applying of methods of functional diagnostics plants for solving the problems of ecological monitoring. Biotekhnosfera = Biotechnosphere. 2015; 6(42):11-15 (In Russ.)

2. Rakutko E. N., Rakutko S. A. Possibility of bioindication of environment by the fluctuating asymmetry of leaf optical density. Izvestiya nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa = Izvestia of the Lower Volga Agro-University Complex. 2023; 1(69): 563-575 (in Russ.). https://doi.org/10.32786/2071-9485-2023-01-62

3. Eroshenko F.V., Storchak I.G., Chernova I.V. Assessment of the state of plants by methods of express diagnostics. Agrarnyi vestnik Urala = Agrarian Bulletin of the Urals. 2019; 7 (186): 19-25 (In Russ.) https://doi.org/10.32417/article_5d52af440f71b8.16701399.

4. Kulik K.N., Isakov A.S., Novochadov V.V. New opportunities for the analysis of leaf blades of bioindicator trees in assessing the state of the environment in an arid zone. Izvestiya

32

Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: Nauka i vyssheye professional'noye obrazovaniye = Izvestia of the Lower Volga Agro-University Complex: Science and Higher Professional Education. 2021; 1(61): 25-36 (In Russ.) https://doi.org/10.32786/2071-9485-2021-01-02

5. Rakutko S.A., Vaskin A.N., Rakutko E.N. Application of morpho-colormetric analysis in the bioindication of ecosystem. Izvestiya nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa = Izvestia of the Lower Volga Agro-University Complex. 2022; 3(67): 445-458 (In Russ.) https://doi.org/10.32786/2071-9485-2022-03-51

6. Zhang X-Z., Du P.P., He Y, Fang H. Review of research and application for vegetation BRDF. 2017. Guang pu xue yu guang pu fen xi = Guang pu 37(3):829. (Chinese, English) PMID: 30160390. https://doi.org/10.3964/j.issn.1000-0593(2017)03-0829-07

7. Lukes P., Neuwirthova E., Lhotakova Z., Janoutova R., Albrechtova J. 2020. Upscaling seasonal phenological course of leaf dorsiventral reflectance in radiative transfer model. Remote Sens. Environ., vol. 246, Sep. 2020, Art. no. 111862. https://doi.org/10.1016/j.rse.2020.111862

8. Sun Z., Wu D., Lv Y., Lu S. 2019. Optical properties of reflected light from leaves: A case study from one species. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2019; 57 (7): 4388-4406, https://doi.org/10.1109/TGRS.2019.2890998

9. Eisenberg Yu.B. (Ed.) Reference book on lighting engineering. M.: Znal Publ. 2006. 952 p. (In Russ.) URL: http://krispen.ru/knigi/ajzenberg_01.pdf

10. Labunets L.V., Borzov A.B., Akhmetov I.M. Regularized parametric model of the angular distribution of the brightness factor of a rough surface. Opticheskii zhurnal = Journal of Optical Technology. 2019; 86(10): 20-29. (In Russ.). https://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-10-20-29

11. Okayama H. How different are the indicatrixes of the leaves of various woody plant species? Applied Optics. 1996; 35 (18): 3250-3254. https://doi.org/10.1364/AO.35.003250

Об авторах

Елена Николаевна Ракутько,

научный сотрудник отдела агроэкологии в животноводстве Института агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиала ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, 196634, Россия, г. Санкт-Петербург, п. Тярле-во, Фильтровское ш., д. 3,

elena.rakutko@mail.ru,

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3536-9639 Сергей Анатольевич Ракутько,

доктор технических наук, главный научный

About the authors

Yelena N. Rakutko, researcher, Department of Agroecology in Livestock Production,

Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) -branch of Federal Scientific Agroengineering Center VIM, 196634 Filtrovskoje Shosse, 3, Tiarlevo, Saint Petersburg, Russia

elena.rakutko@mail.ru,

ORCID : https://orcid.org/0000-0002-3536-9639

Sergey A. Rekutko, DSc (Engineering), chief researcher, Department of Agroecology in

сотрудник отдела агроэкологии в животноводстве Института агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиала ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, 196634, Россия, г. Санкт-Петербург, п. Тярле-во, Фильтровское ш., д. 3,

sergej1964@yandex.ru,

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2454-4534

Геннадий Валерьевич Медведев,

доктор технических наук, профессор кафедры энергообеспечения предприятий и электротехнологий Санкт-Петербургского государственного аграрного университета,

Россия, 196601, Санкт-Петербург, Пушкин, Петербургское шоссе, дом 2, лит. А.

genatswaly@mail.ru

Заявленный вклад авторов

Все авторы статьи принимали непосредственное участие в планировании, выполнении и поиске литературы.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов

Все авторы настоящей статьи ознакомились и одобрили представленный окончательный вариант

Статья поступила в редакцию:02.06.2023 Одобрена после рецензирования:27.06.2023 Принята к публикации:30.06.2023

Livestock Production, Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) - branch of Federal Scientific Agroengineering Center VIM, 196634 Filtrovskoje Shosse, 3, Tiarlevo, Saint Petersburg, Russia

sergej1964@yandex.ru,

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2454-4534

Gennadi V. Medvedev, DSc (Engineering), professor, Chair of Power Supply of Enterprises and Electrical Technologies, Saint Petersburg, State Agrarian University, 196601, Saint Petersburg, Peterburgskoje Shosse, 2, Lit. A, Russia

genatswaly@mail.ru

Authors'contribution

All authors of this paper have directly participated in the study planning and execution, and literature survey.

Conflict of interests

The authors declare no conflict of interests

All authors have read and approved the final version of the paper submitted.

Received: 02.06.2023

Approved after reviewing:27.06.2023

Accepted for publication: 30.06.2023

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.