Создан портативный оптический сканер для выявления скрытого ущерба от озона в листьях растений

Международная группа исследователей разработала портативное устройство на основе оптической когерентной томографии (ОКТ) для неинвазивной и количественной оценки внутренних структур растений. Метод позволяет выявлять повреждения, вызванные загрязнением окружающей среды, ещё до появления видимых симптомов.

Портативный ОКТ-сканер для растений. Автор: Scientific Reports (2025). DOI: 10.1038/s41598-025-22104-0

Высокие концентрации озона в городских и промышленных районах подавляют рост растений и снижают урожайность. Традиционные методы оценки, такие как визуальный осмотр или микроскопия, часто требуют инвазивного анализа и не подходят для долгосрочного мониторинга.

Новый портативный ОКТ-сканер, созданный учёными из Университета Тиба (Япония) и университетов Филиппин, позволяет бесконтактно сканировать листья и количественно оценивать изменения в их внутренней структуре.

«Поскольку стрессовые реакции у растений сначала проявляются внутри, ОКТ имеет потенциал для выявления экологических стрессов, вызывающих внутренние изменения», — пояснил доцент Тацуо Шиина.

Исследователи протестировали устройство на листьях белого клевера — растения-индикатора, чувствительного к загрязнителям. Растения подвергали воздействию высоких концентраций озона и наблюдали за одними и теми же листьями в течение 14 дней. ОКТ-сканирование показало, что озон ослабляет рассеяние света в палисадной ткани листа, что указывает на повреждение клеточных стенок и межклеточных границ.

Последующие полевые исследования растений из четырёх районов японской префектуры Тиба с разным уровнем озона подтвердили, что внутренние структурные характеристики листьев отражают степень воздействия этого загрязнителя.

Метод ОКТ-сканирования предлагает более быструю и простую альтернативу традиционным методам, требующим химической фиксации. Своевременная оценка с помощью портативного устройства может улучшить мониторинг состояния растений и позволить раннее вмешательство для минимизации потерь.

«Способность оценивать атмосферные и почвенные условия на месте с помощью одного ОКТ-измерения — многообещающий подход для совершенствования управления сельским хозяйством и мониторинга окружающей среды», — заключил доктор Шиина.