Научная статья на тему 'ПРИМЕНЕНИЕ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ ЛИСТА РАСТЕНИЯ В АГРОЭКОМОНИТОРИНГЕ'

ПРИМЕНЕНИЕ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ ЛИСТА РАСТЕНИЯ В АГРОЭКОМОНИТОРИНГЕ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
6
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
агроэкосистема / биоиндикация / экологический мониторинг / растение / лист / яркость / зеркальная компонента / agroecosystem / bioindication / ecological monitoring / plant / leaf / brightness / mirror component

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Елена Николаевна Ракутько, Геннадий Валериевич Медведев, Сергей Анатольевич Ракутько

Агроэкосистемы в современном техногенном мире подвержены сильному антропогенному влиянию. В этих условиях актуальной задачей является разработка методов экологического мониторинга. Информация о текущем статусе агроэкосистемы и тенденции ее развития может быть получена путем биоиндикационной оценки, по растениям. Их общее состояние, формируемое под влиянием совокупности экологических факторов, является показателем степени стрессовых воздействий, нарушающих нормальное течение физиологических процессов в организме растения. Основные подходы к оценке состояния растений – по функциональному состоянию, оцениваемому по среднему значению некоторого признака, и по стабильности их развития, оцениваемой по флуктуирующей асимметрии (ФА) того же признака. Яркость листа растения, характеризующая его отражательные свойства, является перспективным признаком для использования в экологическом мониторинге. Для проведения измерений был изготовлен лабораторный стенд, позволяющий определить среднее значение доли зеркального компонента отраженного от листа потока и его ФА. Устройство обеспечивает цифровую фотосъемку листьев растений в отраженном свете при различных углах падения и наблюдения. Способ экологического мониторинга апробировали в условиях естественной и искусственной экосистем на растениях сирени (Syringa vulgaris) и перца (Capsicum Annuum L.). Найдено, что длительные отклонения качества окружающей среды не сказались на изменении среднего значения доли зеркальной компоненты у сирени, растущей в естественных условиях. При этом наблюдалось увеличение величины ФА этого показателя, что свидетельствует о влиянии степени антропогенной нагрузки на стабильность развития сирени. На примере растений перца, выращиваемого в искусственных условиях, выявлена возможность использования предложенного способа экологического мониторинга при оценке режимов полива.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Елена Николаевна Ракутько, Геннадий Валериевич Медведев, Сергей Анатольевич Ракутько

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

REFLECTANCE PROPERTIES APPLICATION OF THE PLANT LEAF IN AGROECOMONITORING

Agroecosystems in the modern technogenic world are subject to strong anthropogenic influence. Under these conditions, the development of environmental monitoring methods is an urgent task. Information on the current status of the agroecosystem and its development trend can be obtained by bioindication assessment, by plants. Their general state formed under the influence of a set of environmental factors is an indicator of the degree of stress influences disturbing the normal course of physiological processes in the plant organism. The main approaches to assessing the state of plants are by functional state estimated by the average value of some trait and by stability of their development estimated by fluctuating asymmetry (FA) of the same trait. The brightness of a plant leaf, which characterises its reflective properties, is a promising trait for use in environmental monitoring. To perform the measurements, a laboratory bench was constructed to determine the average value of the fraction of the specular component of the flux reflected from the sheet and its FA. The device provides digital photography of plant leaves in reflected light at various angles of incidence and observation. The method of ecological monitoring was tested in natural and artificial ecosystems, on lilac (Syringa vulgaris) and pepper (Capsicum Annuum L.) plants. It was found that long-term deviations in environmental quality did not affect the change in the mean value of the mirror component fraction in lilacs growing under natural conditions. At the same time, an increase in the FA value of this index was observed, indicating the influence of the degree of anthropogenic load on the stability of lilac development. On the example of pepper plants grown in artificial conditions, the possibility of using the proposed method of environmental monitoring in the assessment of irrigation regimes was revealed.

Текст научной работы на тему «ПРИМЕНЕНИЕ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ ЛИСТА РАСТЕНИЯ В АГРОЭКОМОНИТОРИНГЕ»

Научная статья УДК 535.241.44 Код ВАК 4.3.2

doi: 10.24412/2078-1318-2023-3-99-107

ПРИМЕНЕНИЕ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ ЛИСТА РАСТЕНИЯ

В АГРОЭКОМОНИТОРИНГЕ

Елена Николаевна Ракутько Геннадий Валериевич Медведев 2, Сергей Анатольевич Ракутько 3

1 Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП)

- филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Фильтровское шоссе, д. 3, г. Пушкин, г. Санкт-Петербург, 196625,

Россия; elena.rakutko@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-3536-9639

2 ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет», Петербургское шоссе,

д. 2, г. Пушкин, г. Санкт-Петербург, 196601, Россия; genatswaly@mail.ru; https://orcid.org/0000-0003-3685-7332

3 Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП)

- филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Фильтровское шоссе, д. 3, г. Пушкин, г. Санкт-Петербург, 196625,

Россия; sergej 1964@yandex.ru; https://orcid.org/0000-0002-2454-4534

Реферат. Агроэкосистемы в современном техногенном мире подвержены сильному антропогенному влиянию. В этих условиях актуальной задачей является разработка методов экологического мониторинга. Информация о текущем статусе агроэкосистемы и тенденции ее развития может быть получена путем биоиндикационной оценки, по растениям. Их общее состояние, формируемое под влиянием совокупности экологических факторов, является показателем степени стрессовых воздействий, нарушающих нормальное течение физиологических процессов в организме растения. Основные подходы к оценке состояния растений - по функциональному состоянию, оцениваемому по среднему значению некоторого признака, и по стабильности их развития, оцениваемой по флуктуирующей асимметрии (ФА) того же признака. Яркость листа растения, характеризующая его отражательные свойства, является перспективным признаком для использования в экологическом мониторинге. Для проведения измерений был изготовлен лабораторный стенд, позволяющий определить среднее значение доли зеркального компонента отраженного от листа потока и его ФА. Устройство обеспечивает цифровую фотосъемку листьев растений в отраженном свете при различных углах падения и наблюдения. Способ экологического мониторинга апробировали в условиях естественной и искусственной экосистем на растениях сирени (Syringa vulgaris) и перца (Capsicum Annuum L.). Найдено, что длительные отклонения качества окружающей среды не сказались на изменении среднего значения доли зеркальной компоненты у сирени, растущей в естественных условиях. При этом наблюдалось увеличение величины ФА этого показателя, что свидетельствует о влиянии степени антропогенной нагрузки на стабильность развития сирени. На примере растений перца, выращиваемого в искусственных условиях, выявлена возможность использования предложенного способа экологического мониторинга при оценке режимов полива.

Ключевые слова: агроэкосистема, биоиндикация, экологический мониторинг, растение, лист, яркость, зеркальная компонента

Цитирование. Ракутько Е.Н., Медведев Г.В., Ракутько С.А. Применение отражательных свойств листа растения в агроэкомониторинге // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2023. - № 3 (72) - С. 99-107, doi: 10.24412/2078-1318-2023-3-99-107

REFLECTANCE PROPERTIES APPLICATION OF THE PLANT LEAF

IN AGROECOMONITORING

Elena N. Rakutko 1, Gennady V. Medvedev 2, Sergei A. Rakutko 3

1 Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) - branch of FSAC VIM, Filtrovskoje Shosse, 3, St. Petersburg, Pushkin, 196625, Russia; elena.rakutko@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-3536-9639 2 FSBEI HE «Saint-Petersburg State Agrarian University», Petersburg Sh.,2, St. Petersburg, Pushkin, 196601, Russia; genatswaly@mail.ru; https://orcid.org/0000-0003-3685-7332 3 Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) - branch of FSAC VIM, Filtrovskoje Shosse, 3, St. Petersburg, Pushkin, 196625, Russia; sergej 1964@yandex.ru;_https://orcid.org/0000-0002-2454-4534

Abstract. Agroecosystems in the modern technogenic world are subject to strong anthropogenic influence. Under these conditions, the development of environmental monitoring methods is an urgent task. Information on the current status of the agroecosystem and its development trend can be obtained by bioindication assessment, by plants. Their general state formed under the influence of a set of environmental factors is an indicator of the degree of stress influences disturbing the normal course of physiological processes in the plant organism. The main approaches to assessing the state of plants are by functional state estimated by the average value of some trait and by stability of their development estimated by fluctuating asymmetry (FA) of the same trait. The brightness of a plant leaf, which characterises its reflective properties, is a promising trait for use in environmental monitoring. To perform the measurements, a laboratory bench was constructed to determine the average value of the fraction of the specular component of the flux reflected from the sheet and its FA. The device provides digital photography of plant leaves in reflected light at various angles of incidence and observation. The method of ecological monitoring was tested in natural and artificial ecosystems, on lilac (Syringa vulgaris) and pepper (Capsicum Annuum L.) plants. It was found that long-term deviations in environmental quality did not affect the change in the mean value of the mirror component fraction in lilacs growing under natural conditions. At the same time, an increase in the FA value of this index was observed, indicating the influence of the degree of anthropogenic load on the stability of lilac development. On the example of pepper plants grown in artificial conditions, the possibility of using the proposed method of environmental monitoring in the assessment of irrigation regimes was revealed.

Key words: agroecosystem, bioindication, ecological monitoring, plant, leaf, brightness, mirror component

Citation. Rakutko S.A., Rakutko E.N. (2023) 'Reflectance properties application of the plant leaf in agroecomonitoring', Izvestya of Saint-Petersburg State Agrarian University, vol. 73, no. 3, pp. 99-107 (In Russ.), doi: 10.24412/2078-1318-2023-3-99-107

Введение. Агроэкосистемы в современном техногенном мире подвержены сильному антропогенному влиянию. В этих условиях актуальной задачей является разработка методов экологического мониторинга [1; 2]. Информация о текущем состоянии агроэкосистемы и тенденции ее развития, необходимая для разработки экологически чистых технологий, комплексов машин и оборудования для управления сельскохозяйственными экосистемами при интенсивном и органическом производстве сельскохозяйственной продукции, может быть получена путем биоиндикационной оценки, по растениям [3]. Их общее состояние, формируемое под влиянием совокупности экологических факторов, является показателем степени стрессовых воздействий, нарушающих нормальное течение физиологических процессов в организме растения [4].

Одним из критериев оценки общего состояния растений является их функциональное состояние, т. е. физиологическое состояние, отражающее уровень функционирования растения в целом или отдельных его систем, а также показывающее приспособленность растения к условиям его существования. Функциональное состояние растений в значительной

мере подвержено влиянию факторов естественной или регулируемой окружающей среды и изменяется соответственно изменению последних.

Другим подходом к оценке общего состояния растений является морфогенетический, при котором об изменениях в растениях вследствие нарушений гомеостаза судят по стабильности их индивидуального развития. Численным показателем и критерием оценки стабильности развития является флуктуирующая асимметрия (ФА) билатеральных (в норме зеркальных) признаков. Последняя определяется как следствие сбоя онтогенетических процессов в живом организме под влиянием факторов окружающей среды, которые нарушают взаимосвязь частей растения, что препятствует сохранению их симметрии. Такие изменения в живом организме происходят задолго до того, как действие факторов окружающей среды скажется на функциональном состоянии растения. В качестве билатеральных при расчете величины ФА используют как морфологические (ширину листа, расстояния между характерными точками листовой поверхности, углы между жилками), так и не морфологические (физиологические или биохимические) признаки растений.

Традиционно для экологического мониторинга используют оптические свойства листьев растений [5; 6]. Отражательные свойства листьев также широко используются при экологическом мониторинге и оценке качества среды [7]. Например, яркость поверхности листа характеризует его отражательные свойства, зависящие от состояния растения и протекающих в нем биохимических процессов [8]. Яркость используется при дистанционных неразрушающих измерениях [9]. 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. Яркость измеряют с помощью специальных фотометрических приборов - гониофотометров и гониорефлектометров, принцип действия которых заключается в обеспечении поворота освещенного образца относительно приемного устройства, во вращении приемной части вокруг образца или в сочетании обоих поворотов [10]. Как правило, это дорогие и громоздкие устройства, они используются в оптических измерениях; обеспечиваемая ими точность избыточна при работе с биологическими объектами.

При отражении от листа смешанный световой поток содержит две компоненты: диффузную, в большей или меньшей степени соответствующую косинусному закону, и зеркальную, поток которой сосредоточен в достаточно малом телесном угле [11]. Диффузная компонента образуется благодаря наличию на поверхности листа растения различных видов шероховатостей и неровностей. Причина их появления - сниженный тургор, дефицит элементов питания, повреждение поверхности под влиянием неблагоприятных факторов окружающей среды. Напротив, большая доля в смешанном потоке зеркальной компоненты свидетельствует о лучшем экологическом состоянии растения, об отсутствии необходимости внешнего вмешательства (полив, подкормка или другие формы ухода за растением).

Целью работы является оценка возможности применения отражательных свойств листа растений при экологическом мониторинге агроэкосистем.

Материалы, методы и объекты исследования. Для проведения измерений был изготовлен лабораторный стенд (Заявка на ПМ № № 2023108309. 04.04.2023 «Гониофотометр для исследования листьев растений»). Стенд (рисунок) содержит корпус, состоящий из горизонтальной платформы 1 и прикрепленной к ней вертикальной стойки 2, к которой неподвижно прикреплена горизонтальная ось 3.

5

Рисунок. Схема стенда (слева) и его внешний вид (справа). Пояснения в тексте Figure. Design of the device (left) and its appearance (right). Explanations in the text

По одну сторону стойки 2 на горизонтальной оси 3 с возможностью вращения вокруг нее закреплена штанга 4, к одному концу которой прикреплена горизонтальная планка 5 с закрепленным на ней осветителем 6. На другом конце штанги 4 закреплен противовес 8. Штанги соединены со шкалами, проградуированными в угловых величинах. По другую сторону стройки 2 на оси 3 с возможностью вращения вокруг нее закреплена штанга 11, к одному концу которой прикреплена горизонтальная планка 12 с закрепленной на ней камерой 13. К другому концу штанги 11 прикреплен противовес 15. На штанге 11 в поле зрения камеры 13 закреплен дисплей 18.

На штанге 11 со стороны противовеса 15 закреплен экран 19 из светопоглощающего материала. Объект исследования (лист растения Л) закреплен на держателе 20. Держатель 20, имеющий плоскую и цилиндрическую площадки, содержит эталонные поверхности с минимальным и максимальным коэффициентами яркости и закреплен на оси 3 с возможностью поворота вокруг нее. Управление стендом производится от контроллера.

При работе с устройством держатель поворачивают вокруг горизонтальной оси 3 так, чтобы в соответствии с планом измерений вверху была расположена его плоская либо цилиндрическая площадка. На площадке закрепляют образец, например, лист растения Л.

Выставляют углы освещения а (по шкале 9) и наблюдения в (по шкале 16). Включают источник света в осветителе 6. Параллельный пучок света, сформированный линзами осветителя (на рисунке не показаны), отражаясь от поверхности образца Л, формирует на чувствительной матрице камеры 13 изображение, интенсивность отдельных пикселей которого пропорциональна яркости соответствующих точек поверхности образца. Компоновочные размеры элементов устройства выбраны таким образом, что дисплей 18, расположенный на штанге 11, находится в поле зрения камеры 13, но не перекрывает

изображение образца Л. На дисплее 13 отображаются текущие значения углов а и в , а также, при необходимости, другая информация, относящаяся к условиям фотометрирования и вводимая с клавиатуры (на рисунке не показана) в контроллер: номер образца, дата и время проведения измерений, тип камеры и т. д. Поскольку дисплей расположен на той же штанге,

что и камера, на получаемом снимке его изображение находится всегда в одном и том же месте, что делает более удобной последующую работу с массивом полученных снимков. Одновременно в кадре присутствуют изображения эталонных поверхностей 21 и 22 с известными минимальным и максимальным коэффициентами яркости, по которым калибруют значения интенсивности выбранных пикселей на изображении листа.

Фон для получаемого кадра создает экран 19 из светопоглощающего материала. По сигналам от контроллера блок управления обеспечивает работу осветителя и камеры. Изменение углов освещения и наблюдения производится поворотом соответствующих штанг вокруг горизонтальной оси. Экспериментально определенная точность устройства (и соответственно, метода определения отражательных свойств листа растения) составляет 10%

в пределах углов а и в — 80о.

Метод апробировали в условиях естественной и искусственной экосистем. В первой серии экспериментов определяли стрессовое состояние растений сирени (Syringa vulgaris), произрастающей в местах с различной экологической ситуацией, отличающейся по степени антропогенной нагрузки: I) в центральной части Екатериненского парка (г. Пушкин); II) вблизи одного из перекрестков центральных улиц г. Пушкин, характеризующегося значительным автомобильным трафиком. Во второй серии экспериментов выращивали растения перца (Capsicum Annuum L.) в искусственных условиях, при этом непосредственно перед измерениями растениям обеспечивали I) нормальную и II) уменьшенную дозу полива.

Для определения доли зеркальной компоненты в смешанном отраженном потоке при экологическом мониторинге использовали разработанную оригинальную методику (Заявка на изобретение № 2023111710. 05.05.2023 «Способ экологического мониторинга стрессовых состояний растений»). При измерениях штангу 11 с цифровой камерой стенда фиксировали в вертикальном положении. Штангу с источником света, создающим параллельный поток, поочередно размещали под углом 20о в одну и в другую сторону от линии визирования камеры. Распределение поля яркости на цифровом снимке визуализировали в программе ImageJ 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, соответствующий появлению зеркальной компоненты отражения, определяли положение данного участка относительно края снимка и его размер. На том же расстоянии от другого края снимка (симметрично относительно проекции центральной жилки на указанную линейную координату) выделяли участок диффузной компоненты отражения того же размера. Для большего удобства при работе в полевых условиях был изготовлен компактный прибор (Заявка на ПМ № 2023113153. 22.05.2023 «Устройство для экологического мониторинга стрессовых состояний растений»).

Находили коэффициенты отражения для каждого выделенного участка для смешанного

^ с д с д

потока и его диффузной компоненты при первом pL и рл и втором рл и pL положении

источника света. Величины коэффициентов зеркального отражения p3R и pI находили как разницу соответствующих коэффициентов отражения смешанного потока и его диффузной компоненты. Находили значения доли зеркальной компоненты как билатерального признака

_ з / с _ з / с

для выделенных участков листа VL — pL / pL и VR — pR / pR . Находили среднее значение

доли зеркальной компоненты V = (yL + VR) / 2, по которому судили о функциональном состоянии растения. Находили значение ФА доли зеркальной компоненты ФА = VL ~ VR | /(vl + VR ) , по которому судили о стабильности развития растения.

Экспериментальные данные обрабатывали с использованием программ EXCEL и STATISTICA. Значимость различий средних значений доли зеркальной компоненты определяли с использованием однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA). Значимость различий величин ФА определяли с помощью ^-критерия Манна-Уитни.

Результаты исследования. В таблице представлены найденные средние значения

доли зеркальной компоненты V и ее флуктуирующей асимметрии ФА для растений, выращенных в естественной (сирень) и искусственной (перец) экосистемах. Условия окружающей среды: I - заведомо благоприятные (меньшая степень антропогенного воздействия в естественной экосистеме и нормальная влажность субстрата в момент производства измерений для искусственной экосистемы); II - менее благоприятные (большая степень антропогенного воздействия в естественной экосистеме и сниженная влажность субстрата в момент производства измерений для искусственной экосистемы).

Таблица. Показатели отражательных свойств растений Table. Indicators of the reflective properties of plants

Показатель Сирень Пе] рец

I II I II

V 0,34±0,06 0,35±0,04 0,75±0,05 0,65±0,04

ФА V 0,0250 0,0412 0,0382 0,0349

Полученные данные для двух видов растений выявили существенный диапазон изменения отражательных свойств листьев - как средней величины доли зеркальной

компоненты V, так и ее флуктуирующей асимметрии ФА •

У листьев растений сирени значения V не отличаются значимо между собой для обоих вариантов условий окружающей среды (0,34+0,06 и 0,35+0,04 отн. ед.). Это означает, что в индивидуальном развитии листа влияние степени антропогенной нагрузки (в первую очередь загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом) на отражательные свойства

тканей его пластинки было незначимым. Однако отличия по ФА оказались весьма существенными (0,0250 и 0,0412 отн. ед.). Это означает, что антропогенная нагрузка повлияла на тонкие механизмы управления гомеостазисом. Увеличение ФА свидетельствует о снижении стабильности развития растений в условиях антропогенной нагрузки.

У листьев перца, напротив, в менее благоприятных условиях по обеспечению влагой наблюдалось значимое снижение параметра V (0,65+0,04 отн. ед. против 0,75+0,05 отн. ед.). Однако поскольку экспериментальные и контрольные растения до момента измерений выращивались в одинаковых условиях, стабильность развития растений, характеризуемая

величиной ФА , значимо не различалась у обоих групп растений (0,0382 и 0,0349 отн. ед.)

Выводы. Методы биоиндикации предоставляют удобную возможность для проведения экологического мониторинга экосистемы. Рассмотренный способ мониторинга предусматривает нахождение среднего значения доли зеркальной компоненты отраженного

от листа растения потока. По этому значению судят о функциональном состоянии растения в данный момент времени. Флуктуирующая асимметрия данного показателя позволяет судить о стабильности развития растения в течение всего онтогенеза. Исходными данными являются индикатрисы яркости. Разработанный для определения индикатрис яркости макет стенда по сравнению с уже существующими устройствами 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. Апробация предложенного способа экологического мониторинга показала существенный диапазон изменения отражательных свойств листьев у двух видов растений. Найдено, что длительные отклонения качества окружающей среды не сказались на изменении среднего значения доли зеркальной компоненты у сирени, растущей в естественных условиях. При этом наблюдалось увеличение значения флуктуирующей асимметрии этого показателя, что свидетельствует о влиянии степени антропогенной нагрузки на стабильность развития растений. На примере растений перца, выращиваемого в искусственных условиях, выявлена возможность использования предложенного метода при оценке режимов полива на основе проведения экологического мониторинга.

Список источников литературы

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

2. Ракутько, Е. Н. О возможности биоиндикации окружающей среды по флуктуирующей асимметрии оптической плотности листьев растений / Е. Н. Ракутько, С. А. Ракутько // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. - 2023. - 1(69). - С. 563-575.

3. Ракутько, Е.Н. Методы биоиндикационной оценки состояния агроэкосистем: аналитический обзор / Е. Н. Ракутько, С. А. Ракутько, Су Цзянь, Ма Ян // АгроЭкоИнженерия. - 2022. -№ 1 (110). - С. 19-42.

4. Ерошенко, Ф.В. Оценка состояния растений методами экспресс-диагностики / Ф. В. Ерошенко, И. Г. Сторчак, И. В. Чернова // Аграрный вестник Урала. - 2019. - № 7 (186). - С. 19-25.

5. Ustin, S. L. How the optical properties of leaves modify the absorption and scattering of energy and enhance leaf functionality / Ustin S. L., Jacquemoud S. // Remote Sensing of Plant Biodiversity. 2020, pp. 349-384. Springer International Publishing.

6. Ракутько, С.А. Способ биоиндикации агроэкосистем с применением метода компьютерной морфоцветометрии / С. А.Ракутько, Е. Н. Ракутько // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2023. - № 1 (70). - С. 111-119.

7. Sun, Z. Optical properties of reflected light from leaves: A case study from one species / Sun Z., Wu D., Lv Y., Lu S. 2019. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., vol. 57, No. 7, pp. 4388-4406.

8. Zhang, X.Z. Review of Research and Application for Vegetation BRDF / Zhang X.Z., Du P.P., He Y., Fang H. // Guang Pu Xue Yu Guang Pu Fen Xi. 2017. 37(3): pp. 829-835. Chinese, English.

9. Lukes, P. Upscaling seasonal phenological course of leaf dorsiventral reflectance in radiative transfer model / Lukes P., Neuwirthova E., Lhotakova Z., Janoutova R., Albrechtova J // Remote Sens. Environ., vol. 246, Sep. 2020, Art. no. 111862.

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

11. Олейников, М.И. Феноменологический подход к построению физически корректной модели отражения материалов и покрытий в видимом диапазоне / М. И. Олейников, О. И. Чёста, И. В. Осипова // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2022. -№ 3. - С. 280-288.

References

1. Kulik, K. N., Isakov, A. S., Novochadov, V. V. (2021) New opportunities for the analysis of leaf blades

of bioindicator trees in assessing the state of the environment in an arid zone. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 1(61). Pp. 25-36.

2. Rakutko, E. N., Rakutko, S. A. (2023) Possibility of bioindication of environment by the fluctuating asymmetry of leaf optical density. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. No. 1(69), pp. 563-575.

3. Rakutko, E.N., Rakutko, S.A., Jian, S., Yan, M. (2022) 'Methods of bioindicative assessment of the state of agroecosystems: an analytical review', AgroEcoEngineering. No. 1 (110), pp. 19-42.

4. Eroshenko, F.V., Storchak, I.G., Chernova, I.V. (2019) 'Assessment of the state of plants by methods of express diagnostics', Agrarian Bulletin of the Urals. No. 7 (186), pp. 19-25.

5. Ustin S. L., Jacquemoud S. (2020) How the optical properties of leaves modify the absorption and scattering of energy and enhance leaf functionality. In Remote Sensing of Plant Biodiversity (pp. 349384). Springer International Publishing.

6. Rakutko, S.A., Rakutko, E.N. (2023) Method for bioindication of agroecosystems based on computer morpho-colorimetry. Izvestya of Saint-Petersburg State Agrarian University, vol. 70, no.1, pp. 111— 119.

7. 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., vol. 57, no. 7, pp. 4388-4406.

8. Zhang X.Z., Du P.P., He Y., Fang H. (2017) Review of Research and Application for Vegetation BRDF.

Guang Pu Xue Yu Guang Pu Fen Xi. no 37(3). pp 829-35. Chinese, English.

9. Lukes, P. et al. (2020) 'Upscaling seasonal phenological course of leaf dorsiventral reflectance in radiative transfer model', Remote Sens. Environ., vol. 246, Sep., Art. no. 111862.

10. Labunets, L.V., Borzov, A.B., Akhmetov, I.M. (2019) 'Regularized parametric model ofthe indicatrix of the luminance coefficient of a rough surface', Optical magazine, vol. 86, no. 10, pp. 20-29.

11. Oleinikov, M.I., Chesta, O.I., Osipova, I.V. (2022) 'Phenomenological approach to building a physically correct model of reflection of materials and coatings in the visible range', Izvestia of the Tula State University. Technical science. No. 3, pp. 280-288.

Cведения об авторах

Ракутько Елена Николаевна - научный сотрудник Института агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, SPIN-код: 1427-3360.

Медведев Геннадий Валериевич - доктор технических наук, профессор кафедры энергообеспечения предприятий и электротехнологий Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, SPIN-код: 3335-0521.

Ракутько Сергей Анатольевич - доктор технических наук, главный научный сотрудник кафедры энергообеспечения предприятий и электротехнологий Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, главный научный сотрудник Института агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, SPIN-код: 5103-4590.

Information about the authors

Rakutko Elena Nikolaevna - Researcher at the Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) - Branch of Federal State Budgetary Scientific Institution "Federal Scientific Agroengineering Center VIM", SPIN-code: 1427-3360.

Gennady V. Medvedev - DSc (Engineering), Professor at the Department of Energy Supply of Companies and Electrical Technologies, Saint-Petersburg State Agrarian University, SPIN-code: 3335-0521. Rakutko Sergei Anatolievich - DSc (Engineering), Chief Researcher at the Department of Energy Supply of Companies and Electrical Technologies, "Saint-Petersburg State Agrarian University"; Chief Researcher at the Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) - Branch of Federal State Budgetary Scientific Institution "Federal Scientific Agroengineering Center VIM", SPINcode: 5103-4590.

Авторский вклад. Все авторы статьи принимали непосредственное участие в планировании, выполнении и поиске литературы. Все авторы настоящей статьи ознакомились и одобрили представленный окончательный вариант.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

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

Authors' contribution. All authors of this paper have directly participated in the study planning and execution, and literature survey. All authors have read and approved the final version of the paper submitted. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Статья поступила в редакцию 08.06.2023; одобрена после рецензирования 13.08.2023; принята к публикации 22.08.2023.

The article was submitted 08.06.2023; approved after reviewing 13.08.2023; accepted after publication 22.08.2023.

Научная статья УДК 683.569.2 Код ВАК 4.3.1

10.24412/2078-1318-2023-3-107-116

РАЗРАБОТКА ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА АВТОВЫШКИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТНИКОВ НА ВЫСОТЕ В АГРОПРОМЫШЛЕННОМ КОМПЛЕКСЕ

Вера Михайловна Худякова1, Надежда Владимировна Матюшева2, Олег Владимирович Жадан3

1 Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Петербургское шоссе, д. 2, г. Пушкин, г. Санкт-Петербург, 196601, Россия; vmsafonova@mail.ru; http://orcid.org/0000-0002-9691-4610 2Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Петербургское шоссе, д. 2, г. Пушкин, г. Санкт-Петербург, 196601, Россия; nadusha1705@yandex.ru; http://orcid.org/0000-0001-9442-7723 3Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, Петербургское шоссе, д. 2, г. Пушкин, г. Санкт-Петербург, 196601, Россия; spbgau.pgs@yandex.ru

Реферат. Автовышки и автоподъемники (АГП) предназначены для подъема людей на высоту для выполнения определенных работ в различных отраслях производства, в том числе и в агропромышленном комплексе (АПК), в связи с чем к безопасности работы этой специальной техники, её составных частей и агрегатов предъявляются очень серьезные требования. Проводя анализ работы автоподъемной техники и обеспечения техники безопасности людей, работающих на высоте, при

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.