Использование спектрофотометрического оборудования для определения вегетационных индексов
Application of spectrophotometric equipment to determine vegetation indices

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

вегетационные индексы, коэффициенты отражения растительности, фотосинтез, растительные пигменты; микроклональное размножение растений, vegetation indices, reflection coefficients of plant, photosynthesis, plant pigments, micropropagation of plants

АННОТАЦИЯ

Авторы: Басарыгина Елена Михайловна, Колотыгина Евгения Александровна

Вегетационные индексы, представляющие собой показатели, рассчитываемые в результате операций с различными спектральными диапазонами, отражают общее состояние растительности и используются для решения широкого круга задач в сельском хозяйстве. В настоящее время известно более 150 вариантов вегетационных (растительных) индексов, подобранных экспериментальным путем, расчет большей части которых основан на двух наиболее стабильных участках кривой спектральной отражательной способности растений. Установлено, что возможно использование вегетационных индексов при осуществлении относительной оценки степени воздействия факторов естественной или искусственной окружающей среды на стабильность развития растений. Вегетационные индексы принимаются в качестве билатеральных признаков в парных точках поверхности листа; коэффициенты отражения определяются с помощью гиперспектральной камеры. В статье предлагается задействовать вегетационные индексы в рамках физического (спектрофотометрического) метода фитомониторинга и растительной диагностики. Исследования, связанные с определением вегетационных индексов для растений ежевики «Карака черная», осуществлялись в лаборатории урбанизированного растениеводства ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ. Выращивание растений, полученных с помощью метода микроклонального размножения, осуществлялось на ярусах фитотрона «Роса-1» при температуре воздуха 20…22 °С и относительной влажности 40…60 %. Для определения десяти вегетационных индексов были отобраны листья разной окраски: зеленой; красновато-зеленой; желто-зеленой; желтой и бледно-желтой. Коэффициент пропускания определялся с помощью спектрофотометра UV-1800 Shimadzu. В результате проведенных исследований установлены диапазоны значений вегетационных индексов. В частности, средние арифметические значения вегетационных индексов NPCI, SIPI, NDVI, TVI изменяются в диапазоне от 0 до 1,0, при этом для зеленых листьев характерны следующие значения: 0,15; 0,82; 0,80 и 0,71 соответственно. В дальнейших исследованиях предусматривается определение рекомендуемых значений вегетационных индексов, характерных для растений ежевики, активно растущих и развивающихся в различных условиях искусственной окружающей среды.

Abstract:

NAME: Application of spectrophotometric equipment to determine vegetation indices
AUTOR: Basarygina Elena Mikhailovna, Kolotygina Evgeniia Aleksandrovna

Vegetation indices are indicators calculated as a result of operations with different spectral ranges. These indices reflect the general condition of vegetation and they are used to solve a wide range of problems in agriculture. Nowadays more than 150 variants of vegetation indices are known. They are selected experimentally, the calculation of most of which is based on the two most stable sections of the curve of the spectral reflectivity of plants. It has been established that it is possible to use vegetation indices in the implementation of a relative assessment of the degree of influence of natural or artificial environmental factors on the stability of plant development. Vegetation indices are taken as bilateral traits at paired points on the leaf surface; reflection coefficients are determined with a hyperspectral camera. The paper offers to applicate vegetation indices in the framework of the physical (spectrophotometric) method of phytomonitoring and plant diagnostics. Studies related to the determination of vegetation indices for blackberry plants “Karaka black” were carried out in the laboratory of urban crop production of the South Ural State Agrarian University. The cultivation of plants obtained by using the method of micropropagation was carried out on the tiers of the phytotron “Rosa-1” at an air temperature of 20...22 °C and a relative humidity of 40...60 %. To determine ten vegetation indices, leaves of different colours were selected: green; reddish green; yellow-green; yellow and pale yellow. The transmittance was determined using a Shimadzu UV-1800 spectrophotometer. As a result of the research, the ranges of values of vegetation indices were established. In particular, the arithmetic mean values of the vegetation indices NPCI, SIPI, NDVI, TVI vary in the range from 0 to 1.0, while the following values are typical for green leaves: 0.15; 0.82; 0.80 and 0.71, respectively. Further studies provide for the determination of the recommended values of vegetation indices characteristic of blackberry plants that actively grow and develop in various artificial environmental conditions.