Laser-induced fluorescence imaging system for weather stress analysis in plant leaves of different wheat varieties

• Autorzy: Canada-Canada F. , Pena de la A. M. , Diez N. M. , Giron A. J. , Heisel F. , Miehe J. A. , Potes J.

Warianty tytułu

PL

System wizualizowania fluorescencją wzbudzoną laserem do analizy stresu pogodowego w liściach różnych gatunków pszenicy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Field plants can be exposed to several stresses. Early detection of any change in plant health is important in order to undertake an action to restore its vitality. In this paper, a new approach towards characterization of nutritional lacks in wheat leaves of different varieties has been proposed. The developed procedure is based on a laser-induced fluorescence (LIF) imaging system, which allows scanning of emission intensity distribution over the sample surface. Importantly, the new technique is non-invasive and allows for in-situ field analysis of leaves, as the LIF system is housed in a laboratory vehicle. Detection is based on chlorophyll fluorescence-emission band ratios. It allows for the analysis of leaf surface and for the establishment of the relation between emission and the type of wheat variety. The measurements were made in test areas grown with different varieties of a particular wheat type, called long cycle wheat. The proposed technique provides an appropriate method of analysis of different wheat varieties with regard to irregular weather conditions in the investigated region.

PL

Rośliny gruntowe mogą być poddane różnym stresom. Ważne jest aby wcześnie wykrywać niekorzystne zmiany w zdrowiu roślin i przywracać im witalność. W tej publikacji zaprezentowano nowy sposób określania niedożywienia w liściach pszenicy różnego gatunku. Opracowana procedura jest oparta na obserwacji fluorescencji wzbudzonej laserem (LIF) co umożliwia rejestrowanie rozkładu intensywności emisji na powierzchni próbek. Nowa technika jest bezinwazyjna i pozwala na analizę in-situ w polu. Układ LIF umieszcza się w samochodzie. Detekcja jest oparta na pomiarze stosunku intensywności pasm fluorescencji chlorofilu. To pozwala na analizę powierzchni liścia i na ustalenie zależności między emisją i typem pszenicy. Pomiary wykonano w wybranych obszarach z uprawami szczególnego typu pszenicy zwanego pszenicą długi ego cyklu. Zaproponowana technika jest odpowiednią metodą analizy pszenic poddanych nietypowym warunkom pogodowym.

Słowa kluczowe

EN

wheat; laser-induced fluorescence; imaging; chlorophyll fluorescence

PL

pszenica; fluorescencja wzbudzona laserem; wizualizacja; fluorescencja chlorofilu

• Wydawca: Komitet Chemii Analitycznej PAN
• Czasopismo: Chemia Analityczna
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 53, No. 4
• Strony: 545--556
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz.

Twórcy

autor

Canada-Canada F.

autor

Pena de la A. M.

autor

Diez N. M.

autor

Giron A. J.

autor

Heisel F.

autor

Miehe J. A.

autor

Potes J.

• Department of Analytical Chemistry, University of Extremadura, 06071 Badajoz, Spain,

Bibliografia

• 1.Kocsanyi L., Haitz M. and Lichtenthaler HK., Applications of chlomphyll fluorescence, 99 ( 1988).
• 2.Liehtenthaler H.K. and Rinderle U., CRC Critical Reviews in Analytical Chemistry, 19,29 ( 1996).
• 3.Babani F. and Liehtenthaler H.K., J. Plant Physiol, 148, 555 (1996).
• 4.D’Ambrosio N., Szabo K. and Lichtenthaler H.K., Radiat. Environ. Biophys., 31, 51 (1992).
• 5.Hak R., Liehtenthaler H.K. and Rinderle U., Radiat. Environ. Biophys., 29, 329 (1990).
• 6.Chappelle E.W., Wood F.M., McMurtrey J.E. and Neweombe W.W., Appl. Op., 23, 134 (1984).
• 7.Lang M., Stober F. and Lichtenthaler H.K., Rad Environm. Biophysic., 30, 333 (1991).
• 8.Liehtenthaler H.K., Stober F. and Lang M .,Advances in Remote Sensing, 1, 20 (1992).
• 9.Stober F. and Liehtenthaler H.K., Physiologio Plantarum, 88, 696 (1993).
• 10.Stober F. and Liehtenthaler H.K., Radiat. Environ. Biophysics, 32, 357(1993).
• 11.Stober F. and Liehtenthaler U.K., Botanica Acta., 106, 365 (1993).
• 12.Stober F., Lang M. and Liehtenthaler H.K., Remote sensing of the environment, 47, 65 (1994).
• 13.Harris RJ. and Hartley R.D., Nature, 259, 508 (1976).
• 14.Liehtenthaler H.K., J. Plant. Physiol, 148,4 (1996).
• 15.SeheiberU., Sehiwa U. and Bilger W., Photosynth. Res., 10, 51 (1986).
• 16.Liehtenthaler H.K., Application of Chlorophyll fluorescence in photosynthesis research, stress physiology hydrobiology and remote sensing, Kluvwer Academic Publischers, Dordrecht-Boston, 1988.
• 17.Krizek D.T., Middleton E.M., Ravinder K.S. and Kim M.S., J. Plant Physiol, 158,41 (2001).
• 18.Berger S., Papadopoulos M., Schreiber U., Kaiser W. and Roitsch T., Physiol. Plant., 122, 419 (2004).
• 19.Chaerle L., Lenk S., Hagenbeek D., Busehmann C. and Van Der Straeten D., J. Plant Physiol, 164, 253 (2007).
• 20.Calatayud A., Roca D. and Martinez P.F., Plant Physiol. Biochem., 44,564 (2006).
• 21.Chaerle L., Hulsen K., Hermans C., Strasser R.J., Valcke R., Hofte M. and Van Der Straeten D., Physiol. Plant., 118,613 (2003).