Люмінесцентне маркування листя для дистанційного моніторингу рослин - Бойко, В. В.; Чорній, В. П.; Борисюк, В. І.; Неділько, С. Г.; Suchocki, A. (Енергетика і автоматика, 2025)
Люмінесцентні маркери, як засоби для моніторингу стану рослин в точному землеробстві, привертають все більшу увагу у зв’язку із розвитком сучасних технологій збору, обробки та зберігання даних. Поєднання оптичних характеристик (відбивання та випромінювання світла) маркерів (люмінофорів) та листя рослин дозволяє здійснювати такий моніторинг дистанційно, що сприяє автоматизації процесу вирощування рослин. При цьому вибір люмінофора та способу його нанесення на рослину залишається актуальним напрямом наукових досліджень. У цій роботі проаналізовано результати дослідження оптичних характеристик: дифузного відбивання, спектрів фотолюмінесценції та її збудження листя «до» та «після» нанесення на нього суспензій двох типів: люмінофор+вода та люмінофор+вода+ПВА, де люмінофором є порошок SrAl2O4:Eu,Dy. З’ясовано, що в результаті нанесення суспензій обох типів дифузне відбивання світла листям зростає в усій видимій області. Щодо спектрів фотолюмінесценції листя без нанесених суспензій, то тут спостерігалися три смуги: одна - низької інтенсивності з максимумом при 535 нм, та дві інтенсивні - з максимумами при 685 та 740 нм. Останні дві смуги червоного свічення відповідають випромінюванню молекул хлорофілу а, в той час як смуга при 535 нм може бути пов’язана із люмінесценцією каротиноїдів у складі листя. Нанесення суспензії SrAl2O4:Eu,Dy+H2O, практично, не призводить до зміни спектра власної «червоної» ФЛ листя в області 625 – 825 нм, тоді як для листя покритого суспензією SrAl2O4:Eu,Dy+H2O+ПВА має місце зростання інтенсивності свічення в області 450 – 650 нм, порівняно із інтенсивністю смуги на 685 нм. Відносна інтенсивність смуги на 740 нм, при цьому, падає. Продемонстровано, що спектри фотолюмінесценції зразків листя є чутливими до зміни довжини хвилі збудження ФЛ, що дозволяє селективно збуджувати фотолюмінесценцію люмінофорної мітки та хлорофілу a, що міститься в листі. Одержані результати вказують на можливість використання оптичних властивостей листя обробленого суспензіями для збору інформації щодо стану рослини, з метою застосування в рослинництві концепції Інтернету речей (IoT). Ключові слова: люмінесцентний маркер, поглинання світла, фотолюмінесценція, хлорофіл