Оптические свойства листьев высших растений: связь спектральных характеристик со стрессом и концентрацией хлорофилла

В ряде исследований была установлена связь между изменениями спектральных отражения, пропускания и поглощения света листьями и физиологическим стрессом. На виды растений — от трав до хвойных и лиственных деревьев — воздействовали различные стрессоры, включая обезвоживание, затопление, замораживание, озон, гербициды, конкуренцию, заболевания, насекомых, нарушения развития эктомикоризы и недостаток азотного удобрения. Во всех случаях максимальная разница коэффициента отражения в диапазоне длин волн 400–850 нм между контрольным и стрессовым состояниями проявлялась в виде увеличения отражения на длинах волн около 700 нм. В исследованиях, включавших наряду с отражением также пропускание и поглощение, максимальные различия около 700 нм проявлялись соответственно в виде увеличения пропускания и уменьшения поглощения. Эту общую оптическую реакцию на стресс можно было близко воспроизвести путем варьирования концентрации хлорофилла в модельных листьях (фильтровальных прокладках из стекловолокна), а также с учетом естественной вариабельности концентрации хлорофилла в листьях пяти видов растений в период старения. Оптическая реакция на стресс около 700 нм, как и соответствующие изменения отражения в зелено-желтой области спектра, может быть объяснена общей тенденцией стресса снижать концентрацию хлорофилла в листьях.