Desarrollo de un Modelo Analítico para Describir Espectros de Reflectancia en Hojas con Mesófilo en Palisade y Espongioso
Autores: Sukhova, Ekaterina; Zolin, Yuriy; Grebneva, Kseniya; Berezina, Ekaterina; Bondarev, Oleg; Kior, Anastasiia; Popova, Alyona; Ratnitsyna, Daria; Yudina, Lyubov; Sukhov, Vladimir
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Desarrollo de un Modelo Analítico para Describir Espectros de Reflectancia en Hojas con Mesófilo en Palisade y Espongioso
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Teledetección
Cultivo de plantas
Reflectancia de hojas
Mesófilo en empalizada
Mesófilo esponjoso
Clorofila.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
La teledetección juega un papel importante en el cultivo de plantas y el monitoreo ecológico. Esta detección se basa a menudo en la medición de espectros de reflectancia de hojas, que dependen de características morfológicas, bioquímicas y fisiológicas de las plantas. Sin embargo, la interpretación de los espectros de reflectancia requiere el desarrollo de nuevas herramientas para analizar las relaciones entre las características de las plantas y la reflectancia de las hojas. El estudio actual se dedicó al desarrollo, parametrización y verificación del modelo analítico para describir los espectros de reflectancia de la hoja de una planta dicotiledónea con capas de mesófilo en empalizada y esponjoso (tomando como ejemplo las hojas de guisante). Se consideraron cuatro variables (intensidades de luz colimada hacia adelante y hacia atrás e intensidades de luz dispersada hacia adelante y hacia atrás). Se describieron la reflectancia y transmitancia de la luz en los bordes de la lámina (leyes de Snell y Fresnel), la transmitancia de la luz en el mesófilo en empalizada (ley de Beer-Bouguer-Lambert) y la transmitancia y dispersión de la luz en el mesófilo esponjoso (teoría de Kubelka-Munk). El modelo desarrollado fue parametrizado en base a resultados experimentales (espectros de reflectancia, contenidos de clorofilas y carotenoides, y grosores de mesófilo en empalizada y esponjoso en hojas de guisante) y datos de la literatura (el R final fue 0.989 para los espectros de reflectancia experimentales y basados en el modelo). Investigaciones adicionales basadas en el modelo y experimentales mostraron que la disminución de los grosores de mesófilo en empalizada y esponjoso en las hojas de guisante (de 35.5 a 25.2 um y de 58.6 a 47.8 um, respectivamente) aumentó la reflectancia de la luz verde y disminuyó la reflectancia de la luz infrarroja cercana. La similitud entre los resultados basados en el modelo y los experimentales verificó el modelo desarrollado. Así, el modelo puede ser utilizado para analizar los espectros de reflectancia de las hojas y, por lo tanto, aumentar la eficiencia de la teledetección remota y proximal de las plantas.
Descripción
La teledetección juega un papel importante en el cultivo de plantas y el monitoreo ecológico. Esta detección se basa a menudo en la medición de espectros de reflectancia de hojas, que dependen de características morfológicas, bioquímicas y fisiológicas de las plantas. Sin embargo, la interpretación de los espectros de reflectancia requiere el desarrollo de nuevas herramientas para analizar las relaciones entre las características de las plantas y la reflectancia de las hojas. El estudio actual se dedicó al desarrollo, parametrización y verificación del modelo analítico para describir los espectros de reflectancia de la hoja de una planta dicotiledónea con capas de mesófilo en empalizada y esponjoso (tomando como ejemplo las hojas de guisante). Se consideraron cuatro variables (intensidades de luz colimada hacia adelante y hacia atrás e intensidades de luz dispersada hacia adelante y hacia atrás). Se describieron la reflectancia y transmitancia de la luz en los bordes de la lámina (leyes de Snell y Fresnel), la transmitancia de la luz en el mesófilo en empalizada (ley de Beer-Bouguer-Lambert) y la transmitancia y dispersión de la luz en el mesófilo esponjoso (teoría de Kubelka-Munk). El modelo desarrollado fue parametrizado en base a resultados experimentales (espectros de reflectancia, contenidos de clorofilas y carotenoides, y grosores de mesófilo en empalizada y esponjoso en hojas de guisante) y datos de la literatura (el R final fue 0.989 para los espectros de reflectancia experimentales y basados en el modelo). Investigaciones adicionales basadas en el modelo y experimentales mostraron que la disminución de los grosores de mesófilo en empalizada y esponjoso en las hojas de guisante (de 35.5 a 25.2 um y de 58.6 a 47.8 um, respectivamente) aumentó la reflectancia de la luz verde y disminuyó la reflectancia de la luz infrarroja cercana. La similitud entre los resultados basados en el modelo y los experimentales verificó el modelo desarrollado. Así, el modelo puede ser utilizado para analizar los espectros de reflectancia de las hojas y, por lo tanto, aumentar la eficiencia de la teledetección remota y proximal de las plantas.