Какие аппликации можно сделать из листьев: Поделки из листьев — 100 фото лучших идей подделок из сухих осенних листьев

ТОП-5 креативных аппликаций из листьев для декора дома — Domik.ua

Наступила золотая осень, но так хочется подольше сохранить воспоминание о последних теплых днях лета. Замечательным напоминанием о ласковом летнем солнце станут яркие поделки в виде аппликаций.

Разноцветные листья, сухие травы, осенние цветы, каштаны, желуди, шишки, еловые веточки, семена и прочий природный материал, может понадобиться для аппликаций. Сделать их можно своими руками, привлекая всех членов семьи, вдохновившись осенними пейзажами.

Domik.ua собрал самые яркие и необычные виды аппликаций из листьев и цветов для осеннего декора вашего дома.

1. Мозаичная аппликация из листьев

Осенние листья и цветы, в этой технике, используются как пазлы в палитре мозаики.

Рисунок нужно укладывать в определенном порядке. Так можно изготовить аппликацию с изображением краба, бабочки, рыбки и прочих фигур животных.

Главная «фишка» этой методики — симметрия аппликаций.

Аппликация из листьев

Аппликации в виде животных

Милый олененок из листьев

Читайте также: Как украсить дом с приходом осени: топ-10 идей

2. Картина-аппликация с графикой

На лист белой бумаги приклейте ореховый, дубовый или тополиный листок и попросите ребенка дорисовать фломастером или красками недостающие элементы. Таким образом, получится фигурка или герой из мультфильма.

Лиственные птички

Забавная поделка из листьев

3. Рисование на листьях красками

Хорошо просушенные плотные листья разукрасьте красками, и нарисуйте на них замысловатые узоры – точечные, полосатые, штриховые.

Далее наклейте листья на картон по кругу от центра листа или радиально, как лучи. Обрисуйте карандашом контуры получившегося рисунка и вырежьте ножницами.

Такие аппликации можно делать вместе с детьми

Расрисованные осенние листья

Животные из листьев

Читайте также: Осенний декор в квартире: топ-15 способов оформить интерьер в сентябре

4. Аппликация из листьев на картоне

Обклейте картонную основу (обычно вырезанный круг) листьями, начиная с нижнего ряда листьев и двигаясь вверх. Сделайте креативных ежиков: с кленовыми листьями, веточками, папоротником, иголками и семенами вместо колючек.

Сову можно сделать, предварительно вырезав из картона круг и приклеив на него листья в виде крыльев. Нарисуйте маркером глаза, а клюв изготовьте из картона. На обратную сторону картонки наклейте бельевую прищепку и усадите сову на ветку дерева.

Совы из цветных листьев

5. Картина из листьев

Соберите в парке или в лесу небольшие ветки, приготовьте шерстяные нитки нескольких цветов, а также опавшие листья, шишки, желуди, семена клена и ореховую скорлупу.

Соедините концы веточек с помощью ниток, смастерив таким образом «раму». Закрепив за конец ветки нитку, обмотайте ею раму и привяжите конец нитки к противоположному углу. Природный материал закрепите между натянутыми нитями.

Этап 1

Этап 2

Этап 3

Этап 4

Обсудить представленные способы создания поделок из осенних листьев и цветов можно на форуме создание дизайна для собственной квартиры .

Материал подготовила Ирина Бегаль, журналист рубрики « Советы по обустройству»

Аппликации из осенних листьев с помощью фигурных дыроколов

Как сделать осенние поделки с малышами: аппликации из осенних листьев с помощью фигурных дыроколов. Мастер-класс.

Осенние поделки из листьев (поделки из осенних листьев)

Осенью столько красивых ярких разноцветных листьев! Из них можно делать различные поделки с детьми.

Один из быстрых и легких способов создания поделок из осенних листьев, который подойдет даже малышам — аппликация из них с использованием фигурных дыроколов. При этом работа получается красивой и аккуратной.

Тем, кто пока еще незнаком с фигурными дыроколами, рекомендую прочитать статью о них ЗДЕСЬ.

Как я уже писала, создание аппликации с их помощью значительно облегчает работу малышам: без использования ножниц одним нажатием рычага дырокола можно получить красивый и ровно вырезанный элемент для поделки.

Как сделать простую поделку с малышами: аппликация «Дерево» из осенних листьев

1. Соберите с ребенком на прогулке разноцветные осенние листья.
   
2. Пусть ребенок с помощью дырокола в форме листочка вырежет из них несколько маленьких разноцветных листьев.
   
3. Нарисуйте на листе бумаги фон (землю, небо) и ствол дерева.
   
4. Намажьте клеем ветви дерева на рисунке (или пусть это сделает ребенок).
5. Пусть ребенок приклеит листочки к рисунку.
   
6. После того, как клей высохнет, положите поделку на пару дней под пресс.

Внимание: при работе с детьми лучше использовать стандартные (от 2.5 см) или большие дыроколы. Не оставлять ребенка без присмотра с мелкими деталями.

Эту же поделку могут выполнить дети постарше полностью самостоятельно.

Поделка из осенних листьев «Цветочная поляна»

Таким же образом с помощью дыроколов, используя вместо бумаги разноцветные осенние листья, можно сделать аппликацию с цветами, стрекозами, бабочками и т.д.

Вот что получилось у моей дочки.

Обе аппликации, и «Осеннее дерево», и Цветочная поляна», выполнены на листах формата А5 (половина листа обычной офисной бумаги А4).

Чтобы они были более яркими, фон лучше нарисовать красками.

Эти аппликации можно поместить в рамочку на стену или сделать таким образом открытки.

Предлагаю посмотреть статьи об аппликациях «Осеннее дерево» из цветной бумаги или «Золотая осень» из фантиков, а также другие статьи об осенних  поделках или о поделках из природного материала.

Приятного Вам творчества! Специально для читателей блога «MORE творческих идей для детей» (https://moreidey.ru), с искренним уважением, Юлия Шерстюк

Всего доброго! Если материалы сайта были Вам полезны, пожалуйста, поделитесь ссылкой на них в соцсетях — Вы очень поможете развитию сайта.

Размещение материалов сайта (изображений и текста) на других ресурсах без письменного разрешения автора запрещено и преследуется по закону.

Аппликация из осенних листьев — 20 интересных идей.

Осень — это прекрасная и очень красивая пора, которая славится своими яркими красками. Парки и леса словно превращаются в художественную галерею, благодаря древесным листьям, которые приобрели самый разнообразный окрас: от бледно желтого до ярко-красного и бордового. Эти краски пестрят и на ветках деревьев, и в воздухе при поре ветра, и на земле. Такие красочные листья становятся отличным материалом для различных поделок на осеннюю тематику (и не только), например, можно сделать разного рода аппликации, которые потом хорошо поставить в рамку и повесить на стену или подарить в качестве открытки, например, бабушке.

С помощью техники аппликация можно изобразить самые невероятные картинки. Это могут быть как реалистичные, так и фантастические животные, люди, букеты, натюрморты, дома и даже картины больших размеров. мы рассмотрим простые аппликации, которые дети смогут выполнить самостоятельно, например, в детском саду, или это будет поделка для начальной школы, или просто дома с мамой.

Как высушить листья для гербария

Прежде, чем приступить к аппликации, листья нужно собрать и подготовить. Прогуляйтесь по парку и соберите понравившиеся листья. Их лучше сразу складывать в небольшую коробку и между слоями прокладывать бумажные полотенца, чтобы листья не сопрели. Хорошо, если во время сбора листья будут сухими. Иначе хорошо их высушить может не получится. Поэтому выберите подходящий для этого день.

Для аппликаций из такого природного материала лучше использовать листья разных размеров, цветов и видов (с разных деревьев), чтобы картинка была более контрастной и интересной. Это могут быть как уже засушенные листья, так и недавно собранные.

Перед началом творческой работы, если нет времени на долгую сушку (например, поделку надо уже завтра отнести в сад), свежие листья можно прогладить утюгом на малой температуре через бумагу, чтобы листочки выпрямились и держали форму. Если времени для подготовки гербария достаточно, то небольшие листья для просушки (холодной) можно сложить в книгу между страничек, а для больших целесообразно использовать бумажные полотенца, а сверху положить пресс.

С такой сушкой гербарий будет готов примерно через неделю.

Детские аппликации из осенних листьев

Аккуратно разложите заготовленный материал на рабочем столе перед собой — так будет проще составлять композицию и подбирать нужные сочетания. Листья приклеиваем на клей для бумаги.

Если используете в работе не просушенные листья, то по завершении готовую аппликацию следует положить под пресс. Иначе края листьев через некоторое время закрутятся вверх.

Что понадобится для работы:

• Подготовленные листья, ветки
• Ножницы
• Клей для бумаги
• Фломастеры/краски
• Лист бумаги или плотного картона для основы

Вот несколько примеров аппликаций животных, птиц и насекомых. Можно изобразить, например, лесных животных, гуляющих среди деревьев. На картинке ниже использованы сухие и свежесобранные листья и веточки. Аппликацию можно дополнить облаками и солнцем или засушенными цветами.

Глазки вырезаем из белой бумаги и сверху рисуем зрачки. Либо можно купить уже готовые глазки.

А здесь среди веток прячется волчок. Какие-то элементы просто нарисованы фломастером, но можно их также сделать из листьев. В качестве основы использована крафт бумага.

А вот и мышки. Можно дополнить композицию и сделать, например, еще норку или какую-то кучку с зерном (приклеить рисовые зернышки на клей).

А вот и царь зверей — лев с шикарной пестрой гривой.

А это, кажется, хитрый лисенок прогуливается по лесу под луной (по задумке автора). Кто-то здесь может увидеть и другого зверя. 🙂 Зависит от фантазии.

Также ежики становятся частыми героями подобных осенних аппликаций.

Можно пофантазировать и придумать самых разнообразных бабочек. Их крылья здесь — полет фантазии для юного творца.

Птицы тоже не редкие «гости» на осенних аппликациях. Вот парочка примеров из множества возможных.

Помимо животных можно составить какое-то осеннее дерево. Здесь листья можно и не просушивать, так как крона дерева получится объемная, что создаст свою изюминку.

Или вот такой вариант, где листья перед тем, как использовать в аппликации, покрасили в различные цвета акриловыми касками.

Почему бы не сделать из листочка человечка? Такое задание можно дать совсем малышам 3 — 4 лет. Таким образом может получиться целая семья.

А вот прическа из листьев. Просто рисуете или берете готовый шаблон и приклеиваем к нему лиственные «волосы». Может получится весьма интересный результат. Здесь листья можно использовать не плоские, а засушенные не под прессом, что даст объем и динамику.

Веселый вариант с человеком, упавшим в кучу осенних листьев. Детям точно понравится такая идея.

Такие вот фантазии на осенне-лиственную тематику. Попробуйте с детьми сделать что-то подобное, уверены, что у каждого маленького творца получится своя неповторимая работа. Посмотрите также мини мастер-класс по изготовлению вазы из листьев, которая может украсить ваш дом или дачу. Также сухими листьями можно украсить рождественский венок.

Аппликация из осенних листьев – сделайте забавную зверушку вместе с ребенком

Хотите развить в детях воображение и просто весело провести вместе время? Из самых обычных осенних листьев можно сделать удивительные аппликации в виде забавных животных или птиц! И вот вам несколько идей для вдохновения.

Готовимся к работе

 

Нам понадобятся:

• осенние листья — самых разных размеров цветов и формы
• клей — подойдет любой канцелярский
• плотная бумага
• фломастеры, карандаши и краски
• ножницы

Готовим листья

Чтобы аппликация из осенних листьев сохранилась надолго, не забывайте, что прежде чем приступить к творчеству, листья нужно высушить. Для этого их можно положить на неделю между страницами книг или, если ждать не хочется, прогладить утюгом, накрыв сверху бумагой или тканью из хлопка.

Придумываем героев аппликации

 

Не ограничивайте свою фантазию, повертите листья на бумаге, пока не увидите главного героя. Из больших листьев делайте туловище, из средних — голову, а из совсем маленьких — уши и лапы. Не забывайте, можно накладывать одни листья на другие.

Вы можете использовать листья только как часть картины, а детали дорисовать фломастерами, карандашами или красками. К примеру, из листьев можно сделать крылья бабочки, а тельце — нарисовать.

Если найти листья нужной формы не получается, берите ножницы и вырезайте, что вам нужно. Вы автор и имеете право делать все, что вам вздумается.

Используем разные приемы

 

Самый простой способ сделать узоры на листьях — использовать фигурный дырокол. Вместо обычных круглых дырочек он вырезает фигурки. Маленькие бабочки или сердечки станут отличным дополнением к вашей картине.

Еще одна интересная техника — составлять картинку не из целых листьев, а из крошечных кусочков. Для этого надо начертить линии клеем и приклеивать на них толченые сухие листья. Получается очень интересно.

Сухие листья можно использовать и вместо холста. Аккуратно заклейте ими бумагу целиком и рисуйте гуашью прямо по листьям. Фантазируйте и создавайте с детьми красивые оригинальные картины, которые украсят ваш дом или станут хорошим подарком для бабушек и дедушек.

Идеи для поделок из листьев и каштанов, которые приносят дети

Во время осенних прогулок дети с азартом собирают листья, каштаны и приносят их домой. Но что потом делать с этим «богатством»? Многие пытаются их выбросить, пока ребенок не видит, а очень даже зря! Можно смастерить ни одну поделку из природных материалов вместе с ребенком или придумать веселую игру. Вот подборка простых, но интересных идей.

Животные из листьев

Используя заготовку из обычной бумаги, листья и клей, можно сделать аппликацию в виде животного, например, птицы, ежика, оленя. Рассказывает rebenok.by.

 

Из листьев можно вырезать более мелкие детали: рога, носы, лапы. Только учтите, что листья должны быть недавно опавшими, потому что сухие при резке будут крошиться.

Кленовые листья можно дополнить пластилином. И тогда у вас получатся такие бабочки.

Аппликации в виде деревьев или букетов цветов

Из опавших листьев также можно сделать аппликации в виде деревьев и букетов в вазах. Для этого наклеиваем листья на бумажную основу с напечатанным или нарисованным шаблоном (вазы или ствола дерева). Вот что из этого может получиться.

Или же можно вообще сделать все дерево из природных материалов: листьев, коры, желудей. Получится почти настоящее деревце!

Вместо листьев можно использовать тыквенные семечки. А чтобы такое дерево получилось ярче, заранее нужно покрасить семечки в разные цвета.

Прически из листьев

Девочкам придется по душе идея создания причесок из ярких листьев. Для этого нужно заранее нарисовать на бумаге лицо, волосами станут листья. Вот какие прически могут получиться.

Животные из каштанов

Каштаны, которые так любят дети, можно использовать для создания животных, например, улиток. Можно дополнить композицию листиком-подложкой, а рожки улиток сделать из ножек листьев. Вот как выглядит такая поделка.

Довольно просто сделать из каштанов гусеницу или черепашку. Добавить нужно только пластилин.

А можно из листьев сделать вот таких смешных монстров. Понадобится клей, маркеры и всякая мелочевка: бусины, помпоны, глазки и т.п.

Игры с природными материалами

Каштаны, листья и желуди можно можно использовать не только для поделок, но и для игр.

Можно сделать из каштанов необычные «Крестики-нолики». Такая необычная игра точно понравится детям.

искусственных листьев | технология | Британника

искусственный лист , устройство на основе кремния, которое использует солнечную энергию для разделения водорода и кислорода в воде, тем самым производя водородную энергию экологически чистым способом, практически не оставляя загрязняющих веществ. Технология, которая была разработана для моделирования естественного процесса фотосинтеза, генерирующего энергию, используемого растениями, была впервые успешно разработана американским химиком Дэниелом Г. Ночера и его коллегами в 2011 году. Требовалась дальнейшая работа для повышения ее эффективности и рентабельности с практической точки зрения. использовать.

Основным компонентом искусственного листа является кремниевый чип, покрытый химическими катализаторами, ускоряющими реакцию расщепления воды. В открытом сосуде с водой, когда солнечная энергия попадает на чип, происходит химическая реакция, похожая на фотосинтез — молекулы водорода и кислорода воды расщепляются, что приводит к разделению протонов и электронов. Протоны и электроны захватываются чипом и рекомбинируются с образованием газообразного водорода, который можно использовать для немедленного производства электроэнергии или хранить для дальнейшего использования.

Основное применение искусственного листа — чистое производство водорода, который считается альтернативной формой энергии. Другие способы улавливания водородного топлива включают паровой риформинг, при котором высокотемпературный пар вступает в реакцию с метаном в присутствии металлического катализатора, и гидроразрыв пласта (или «гидроразрыв»), при котором жидкости, содержащие химические вещества, закачиваются в землю при высокой температуре. давление для выпуска природного газа (включая водород) из подземных горных пород.Ни один из этих подходов не считается «чистой» формой производства водорода, поскольку оба связаны с выбросом потенциально вредных химикатов в окружающую среду.

Искусственный лист также делает водород возобновляемым источником энергии, поскольку на Земле много солнечного света и воды. Следовательно, с помощью искусственного листа люди могут локально производить свою собственную энергию и жить отдельно от электросети. Это дает значительное преимущество в том, что водородная энергия может производиться почти непрерывно в любом месте и в любое время.Исходя из первоначального дизайна Ночера с использованием технологии искусственных листьев, от одной до трех бутылок воды могло быть достаточно для выработки энергии для одного дома в менее развитых регионах мира.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Однако перед технологиями изготовления искусственных листьев остаются серьезные проблемы. Например, требуется больше работы для повышения эффективности; в первоначальных исследованиях искусственный лист улавливал только 4,7 процента от общего количества водородного топлива, доступного для использования в солнечной энергии.Устройства, разработанные с тех пор, достигли более высокого КПД (например, около 10 процентов). Однако технология искусственных листьев также остается потенциально дорогостоящей, и опасения по поводу безопасности хранения водородного топлива ограничивают практическое применение этой технологии.

Зайд Миан

Что такое листья и почему они важны? | Инструменты для прикладного растениеводства

Что такое листья и почему они важны?

18 августа 2016 г.

---

---

Как ученый-исследователь, вы посвятили свою жизнь пониманию и передаче подробностей о растениях, которые другие раньше не принимали во внимание. В нашей инфографике ниже основное внимание уделяется основам работы с листьями: что такое листья, для чего они нужны и почему они так важны.

Поделитесь им со своими учениками, друзьями и семьей или просто используйте как напоминание о том, почему вы делаете то, что делаете.

Plus, посмотрите на нижнюю часть, чтобы увидеть 5 причин для измерения площади листьев!

* Подсказка: щелкните инфографику, чтобы увидеть ее в увеличенном виде. Не любите инфографику? Спрыгните вниз, чтобы получить устную копию.

Что такое листья и почему они важны?

Лист — это орган растения, подверженный воздействию внешней среды.Листья — это основной способ взаимодействия растений с атмосферой и удовлетворения их основных потребностей.

Пища : Растения не едят пищу (гетеротрофные) — они делают ее (автотрофно), принимая атмосферный CO ₂ , воду из почвы и энергию света для производства простых сахаров в процессе, называемом фотосинтез .

1. Молекула хлорофилла, отвечающая за зеленый цвет листьев, состоит из углерода и азота и действует как антенны, инициирующие фотосинтез.
2. Свет возбуждает молекулу хлорофилла и запускает цепную реакцию:
   1. СО в атмосфере ₂ проникает в лист и «фиксируется» во время фотосинтеза для создания простых сахаров, которые растения (а также люди и животные) используют в качестве строительных блоков для сложных молекул.
   2. Свет ускоряет фотосинтез.

Вода является важной молекулой / субстратом в большинстве молекулярных процессов. Это также основная жидкость для транспорта сахара / углерода на заводе.

1. Поры на листе, называемые устьицами, открываются и закрываются для регулирования скорости фотосинтеза и потери воды
2. Воздух суше, чем внутри листа. Когда устьица открываются, молекулы воды испаряются из листа в процессе, называемом tr anspiration .
   1. Примечание : Большинство растений ограничены в воде и пытаются сохранить воду, закрывая устьица в периоды сильного ветра или когда почва сухая.

Акт балансирования : Площадь, которую растения вкладывают в листья, зависит от того, какую поверхность листьев они хотят выставить, чтобы максимизировать скорость фотосинтеза, и сколько воды они могут «позволить» потерять в атмосферу через испарение.

1. Количество ткани, которое растение «решает» подвергнуть воздействию окружающей среды, называется Площадь листа .
2. Используя измеритель площади листа, такой как портативный лазерный измеритель площади листа CI-202 или портативный лазерный измеритель площади листа CI-203, ученые и фермеры могут наблюдать за тем, как растения приспосабливаются к окружающей среде.

Алоказия и другие тенистые тропические растения:

1. Имеют огромные листья для улавливания любых фотонов света, которые могут попасть в лесную подстилку, сквозь высокий полог и множество слоев растительности.
2. ТЕМНО-зеленые, с тоннами хлорофилла, чтобы они могли максимизировать фотосинтез / фиксацию углерода
3. Тонкие! В тропиках много воды, поэтому листья могут иметь большую площадь поверхности, на которой вода может испаряться

Пустынные или средиземноморские растения:

1. Имеют круглые и длинные листья, часто обращенные вверх, чтобы ограничить воздействие света и предотвратить ожоги при постоянном солнечном свете.
2. Поверх их листьев должен быть белый и серый воск и / или волоски, чтобы они могли отражать свет, как солнцезащитный крем! Эти волоски также минимизируют потерю воды из-за ветра, обдувающего листья и высасывающего воду из открытых устьиц.
3. Необходимо экономить воду, поэтому листья обычно толще, а их ткани накапливают воду

5 вопросов, на которые вам поможет измеритель площади листа!

1. Что можно сказать о форме листа об окружающей среде, в которой он находится?
2. Как удаление полога леса влияет на листовую поверхность подлеска?
3. Как географическое положение или высота влияют на размер / периметр листьев (обычно они становятся меньше, более лопастные, чем дальше, тем выше и дальше на север).
4. Как стресс засухи влияет на площадь листьев (в конечном итоге на фотосинтетическую зону) важных сельскохозяйственных культур?
5. Как можно управлять окружающей средой, чтобы максимально увеличить площадь листьев / фотосинтеза / съедобных (?)?

Кто пользуется измерителем площади листьев?

• В качестве учебного или исследовательского инструмента для экофизиологов
• Филогенетикам и ботаникам — для подкрепления генетической работы данными о физических и фенотипических изменениях в растении
• Агрономы, которые пытаются максимизировать урожай за счет увеличения фотосинтеза — способ измерить свои усилия

---

Осенние листья: подстилка или суглинок? — Indiana Yard and Garden

Жаркая и сухая погода, наблюдаемая на большей части штата Индиана, приводит к раннему опаданию листьев у многих ландшафтных растений. Несмотря на то, что существует вероятность появления всех цветов радуги, стрессовые условия могут сделать дисплей менее впечатляющим. Для некоторых домовладельцев ежегодное шоу омрачено уборкой и удалением листьев.
Здесь нужно изменить отношение! Осенние листья не обязательно превращаются в мусор. Напротив, их легко превратить в ценное органическое вещество, улучшающее почву, которое помогает превратить бедную почву в суглинок.

Зеленые садоводы давно знают о ценности переработки растительного материала.Сухие листья можно вспахивать или обрабатывать на овощной или однолетней клумбе, чтобы они стали источником органических веществ. Предварительное измельчение листьев ускорит их разрушение, так что к весне листья не будут видны. Обязательно смешайте листья с почвой, а не оставляйте их на зиму. Это помогает предотвратить слишком холодную и влажную почву для работы весной.

Листья деревьев можно перерабатывать прямо на лужайке. Используйте газонокосилку или измельчитель / пылесос, чтобы измельчить сухие листья на более мелкие кусочки. Нож для мульчирования на газонокосилке ускорит этот процесс, но даже стандартный нож с этим справится. Для больших листьев, таких как клен и платан, может потребоваться несколько проходов, чтобы получить мелко измельченный продукт. Как только листья измельчаются, они быстро разрушаются. Осеннее внесение азотных удобрений (около 1 фунта азота на 1000 квадратных футов) поможет ускорить разложение листьев, а также принесет пользу травяным растениям.

Осенние листья также являются отличными ингредиентами для компостирования, особенно в сочетании с зелеными обрезками и обрезками травы.Опять же, чем меньше куски, тем быстрее они разложатся, поэтому измельчите или измельчите сухие листья, прежде чем добавлять их в компостную кучу. Если у вас нет зеленой или скошенной травы, добавьте в сухие листья источник азота, например коммерческие удобрения или компост из коровьего, конского, овечьего или птичьего навоза. Микроорганизмы нуждаются в азоте, поскольку они расщепляют углерод в растительных материалах. Добавьте немного земли или готового компоста, чтобы ввести источник микроорганизмов, и воды ровно столько, чтобы увлажнить.Компост будет нагреваться в центре по мере разложения. Время от времени помешивайте содержимое, чтобы добавить воздуха и дать возможность равномерно нагреться. Как правило, чем чаще вы переворачиваете стопку, тем быстрее вы получите готовый продукт. Компост можно снова добавить в сад, когда он станет однородно темным и рассыпчатым.

И последнее, но не менее важное: измельченные листья можно использовать в качестве зимней мульчи для защиты нежных многолетних растений в приближающуюся суровую погоду. Измельчение листьев поможет предотвратить их скатывание при намокании и задушение растений, которые они должны защищать.Чтобы обеспечить зимнюю защиту, нанесите слой измельченных листьев толщиной 3-6 дюймов поверх нежных многолетников после нескольких сильных заморозков. Зимняя мульча предназначена для того, чтобы растения оставались в состоянии покоя в течение зимы, поэтому ее необходимо применять после того, как земля остынет, а растения полностью перейдут в состояние покоя. Время подачи заявки будет варьироваться от года к году в зависимости от погоды, но обычно будет подходящим в период между Днем Благодарения и рождественскими праздниками.

Осенних листьев — сокровище, а не мусор — Двор и сад Индианы

Мокрые листья на территории кампуса
Кредиты на фотографии — Purdue Agriculture

Жаркая и засушливая погода, наблюдаемая на большей части штата Индиана в конце лета, приводит к раннему опаданию листьев на многих ландшафтных растениях.Но даже при лучших погодных условиях более короткие и прохладные осенние дни сигнализируют лиственным растениям о начале изменения цвета и, в конечном итоге, опадания листьев. Для некоторых это чудо омрачено работой по сгребанию и удалению листьев.

Что здесь нужно, так это корректировка отношения! Осенние листья не обязательно превращаются в мусор. Напротив, их легко превратить в ценное органическое вещество, улучшающее почву. Есть несколько способов управлять листьями деревьев в домашних условиях.

Зеленые садоводы давно осознали ценность переработки растительного материала.Осенью сухие листья можно вспахивать или обрабатывать на овощной или однолетней клумбе, чтобы они стали источником органических веществ. Предварительное измельчение листьев ускорит их разрушение, так что к весне листья не будут видны. Обязательно замешивайте листья в почве, а не оставляйте их сверху на зиму, чтобы почва не оставалась слишком холодной и влажной для работы весной.

Листья деревьев можно перерабатывать прямо на лужайке. Используйте газонокосилку или измельчитель / пылесос, чтобы разбить сухие листья на более мелкие кусочки.Нож для мульчирования на газонокосилке ускорит этот процесс, но даже стандартный нож с этим справится. Для больших листьев, таких как клен и платан, может потребоваться несколько проходов, чтобы получить мелко измельченный продукт. Как только листья измельчаются, они быстро разрушаются. Осеннее внесение азотных удобрений (около 1 фунта азота на 1000 квадратных футов) поможет ускорить разложение листьев, а также принесет пользу травяным растениям.

Осенние листья также являются отличными ингредиентами для компостирования, особенно в сочетании с зелеными обрезками и обрезками травы.Опять же, чем меньше куски, тем быстрее они разложатся, поэтому измельчите или измельчите сухие листья, прежде чем добавлять их в компостную кучу. Если у вас нет зеленой или скошенной травы, добавьте к листьям источник азота, например коммерческие удобрения или навоз коров, лошадей, овец или птицы. Азот необходим микроорганизмам, которые расщепляют углерод в растительных материалах. Добавьте немного земли или готового компоста, чтобы ввести источник микроорганизмов, и воды ровно столько, чтобы увлажнить.Компост будет нагреваться в центре по мере разложения. Время от времени помешивайте содержимое, чтобы добавить воздуха и дать возможность равномерно нагреться. Как правило, чем чаще вы переворачиваете стопку, тем быстрее вы получите готовый продукт. Компост можно снова добавить в сад, когда он станет однородно темным и рассыпчатым. Компост улучшает аэрацию почвы, удержание влаги и дренаж, а также способность удерживать питательные вещества.

И последнее, но не менее важное: измельченные листья можно использовать в качестве зимней мульчи для защиты нежных многолетних растений в приближающуюся суровую погоду.Измельчение листьев поможет предотвратить их скатывание при намокании и задушение растений, которые они должны защищать. Чтобы обеспечить зимнюю защиту, нанесите слой измельченных листьев толщиной от 3 до 6 дюймов поверх нежных многолетников после нескольких сильных заморозков. Зимняя мульча предназначена для того, чтобы растения оставались в состоянии покоя в течение зимы, поэтому ее необходимо применять после того, как земля остынет, а растения полностью перейдут в состояние покоя. Время подачи заявки будет варьироваться от года к году в зависимости от погоды, но в большинстве случаев уместно будет время между Днем Благодарения и рождественскими праздниками.

Лист шпината превратился в бьющуюся ткань сердца человека

Ученые нашли способ использовать шпинат для наращивания работающей сердечной мышцы человека, потенциально решая давнюю проблему восстановления поврежденных органов.

Их исследование, опубликованное в этом месяце журналом Biomaterials , предлагает новый способ выращивания сосудистой системы, которая была препятствием для тканевой инженерии.

Ученые уже создали крупномасштабные человеческие ткани в лаборатории, используя такие методы, как 3D-печать, но вырастить маленькие, нежные кровеносные сосуды, жизненно важные для здоровья тканей, оказалось гораздо сложнее.

«Основным ограничивающим фактором для тканевой инженерии … является отсутствие сосудистой сети», — говорит соавтор исследования Джошуа Гершлак, аспирант Вустерского политехнического института (WPI) в Массачусетсе, в видео, описывающем исследование. «Без этой сосудистой сети вы получите много гибели тканей».

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Слева : децеллюляризованный лист шпината изображен до того, как добавлен краситель, чтобы проверить его способность фильтровать кровь через ткань.

Справа : Изображение листа шпината после того, как он успешно продемонстрировал, что красный краситель может перекачиваться по его венам, имитируя кровь, кислород и питательные вещества, необходимые для роста сердечной ткани человека.

Фотографии любезно предоставлены Вустерским политехническим институтом

Одной из определяющих черт листа является разветвленная сеть тонких жилок, которые доставляют воду и питательные вещества к его клеткам. Теперь ученые использовали вены растений, чтобы воспроизвести то, как кровь движется через ткани человека.Работа включает в себя модификацию листа шпината в лаборатории, чтобы удалить его растительные клетки, оставляя за собой каркас из целлюлозы.

«Целлюлоза является биосовместимой [и] использовалась в самых разных областях регенеративной медицины, таких как инженерия хрящевой ткани, инженерия костной ткани и заживление ран», — пишут авторы в своей статье.

Затем команда окунула оставшийся каркас растения в живые человеческие клетки, чтобы человеческая ткань росла на шпинатных каркасах и окружала крошечные вены. После того, как они превратили лист шпината в своего рода мини-сердце, команда отправила жидкости и микрогранулы через его вены, чтобы показать, что клетки крови могут проходить через эту систему.

Конечная цель состоит в том, чтобы заменить поврежденные ткани у пациентов, перенесших сердечные приступы или страдающих другими сердечными заболеваниями, которые препятствуют сокращению их сердца. Подобно кровеносным сосудам, вены в измененных листьях доставляют кислород ко всему набору замещающей ткани, что имеет решающее значение для образования нового вещества сердца.

Исследовательская группа утверждает, что одни и те же методы можно использовать с разными типами растений для восстановления различных тканей в организме. Например, замена клеток в древесине однажды может помочь исправить человеческие кости.

«Нам предстоит еще много работы, но пока это очень многообещающе», — говорится в заявлении для прессы соавтора исследования Гленн Годетт, также из WPI. «Адаптация многочисленных растений, которые фермеры выращивали на протяжении тысячелетий, для использования в тканевой инженерии, может решить множество проблем, ограничивающих поле.”

Android-приложение для измерения площади листьев

Abstract

Использование функциональных признаков растений становится все более популярным в экологических исследованиях, поскольку функциональные признаки растений помогают понять ключевые экологические процессы в видах и сообществах растений. Это также включает изменения в разнообразии, меж- и внутривидовых взаимодействиях и взаимоотношениях видов в различных пространственно-временных масштабах. Черты листьев являются одними из самых важных, поскольку они описывают ключевые аспекты стратегии жизненного цикла растения.Кроме того, площадь листа является ключевым параметром, имеющим отношение к другим характеристикам, таким как удельная площадь листа, которая, в свою очередь, коррелирует с химическим составом листа, скоростью фотосинтеза, долговечностью листа и вложением углерода. Измерение площади листьев обычно требует использования сканеров и коммерческого программного обеспечения и может быть затруднено в полевых условиях. Мы представляем Leaf ‐ IT, новое приложение для смартфонов для измерения площади листьев и других областей, связанных с признаками. Leaf ‐ IT бесплатен, разработан для научных целей и работает на Android 4 или выше.Мы проверили точность и аккуратность на объектах со стандартизованной площадью и сравнили измерения площади реальных листьев с хорошо зарекомендовавшим себя коммерческим программным обеспечением WinFOLIA с использованием метода Альтмана – Бланда. Измерения площади стандартизованных объектов показывают, что Leaf ‐ IT измеряет площадь с высокой точностью и точностью. Измерения площади настоящих листьев с помощью Leaf ‐ IT сопоставимы с измерениями WinFOLIA. Leaf ‐ IT — это простое в использовании приложение, работающее на широком спектре смартфонов. Это увеличивает портативность и возможности использования Leaf-IT, а также позволяет измерять площадь листьев в полевых условиях, типичных для удаленных мест. Его высокая точность и точность аналогичны WinFOLIA. В настоящее время его основным ограничением является обнаружение поврежденных листьев или листьев сложной морфологии.

Ключевые слова: Приложение, функциональная экология, функциональный признак, площадь листа, логический агент, смартфон

1. ВВЕДЕНИЕ

Функциональные признаки растений описывают экологически значимые морфологические, анатомические, биохимические, физиологические или фенологические особенности людей и видов и предоставить информацию об экологических ограничениях, с которыми сталкивается растение (Pérez-Harguindeguy et al., 2013). Изучение функциональных признаков позволяет, среди прочего, сравнивать среды обитания с небольшим таксономическим перекрытием и лучше понять функции и процессы экосистем (Cadotte, 2017; Díaz et al., 2004; Pérez-Harguindeguy et al., 2013). Изучение вариаций свойств растений становится все более популярным в экологии (Díaz et al., 2016; Kattge et al., 2011). Для большого количества видов растений и из огромного количества исследований и участков функциональные признаки были сопоставлены в больших базах данных (Kattge et al., 2011; Kleyer et al., 2008; Kühn, Durka, & Klotz, 2004), но остаются явные таксономические и географические пробелы (Jetz et al., 2016; Schrodt et al., 2015), особенно в тропических экосистемах и отдаленных регионах (Schrodt et al., 2015). Одним из основных ограничений для заполнения этих пробелов является то, что измерение функциональных характеристик в полевых условиях часто бывает трудоемким или требует дорогостоящего оборудования.

Площадь листа является одним из важнейших признаков растения (Díaz et al., 2016; Pérez-Harguindeguy et al., 2013; Violle et al., 2007; Wilson, Thompson, & Hodgson, 1999) и может рассматриваться как ключевой признак, относящийся к другим признакам, таким как конкретная площадь листа. В свою очередь, конкретная площадь листа часто используется при анализе форм роста (Evans & Poorter, 2001; Pérez-Harguindeguy et al. , 2013). Это также ключевая черта в спектре экономики листа (Wright et al., 2004), связанная с различиями в жизненных стратегиях растений (Wilson et al., 1999), и положительно коррелирует со скоростью фотосинтеза, концентрацией азота в листьях, перехватом света и т. Д. и относительная скорость роста и отрицательно с долговечностью листьев и вложением углерода (Pérez-Harguindeguy et al., 2013). Другие важные экофизиологические характеристики растений, включая фосфорную способность листьев, темновое дыхание, химический состав и эвапотранспирацию, часто выражаются по площади листа (Garnier et al., 2017; Reich et al., 1999; Wright et al., 2004). значение листовой поверхности в экологии растений.

Измерение площади листа может быть затруднено в полевых условиях, поскольку стандартные протоколы требуют наличия сканера, компьютера и цифровой обработки изображений с помощью сложного и зачастую дорогостоящего программного обеспечения для получения точных и надежных результатов (например,г. , Delta ‐ T Devices (Кембридж, Великобритания), LI ‐ COR (Линкольн, NE, США) и WinFOLIA (Regent Instruments Canada Inc.)). Это часто ограничивает анализ площади листьев лабораториями, имеющими подключение к электричеству и компьютерам (но см. Низкотехнологичные варианты измерения площади листьев в Pérez-Harguindeguy et al. (2013)).

Смартфоны обладают высоким научным потенциалом (Welsh & France, 2012), поскольку они широко распространены и обладают высокой вычислительной мощностью (Lane et al., 2010) и включают в себя широкий спектр точных инструментов, таких как GPS, камера и различные типы датчиков (например, датчики ускорения, гироскопы, датчики магнитного поля, световые датчики, барометры, термометры и датчики влажности воздуха). Приложения для смартфонов, использующие этот набор датчиков, могут хорошо подходить для помощи в полевых исследованиях (Welsh & France, 2012), особенно потому, что многие приложения являются бесплатными. Несмотря на наличие множества точных датчиков в смартфонах, на удивление мало приложений было разработано в качестве инструментов для защиты окружающей среды и эволюции (но см. Teacher, Griffiths, Hodgson, & Inger, 2013), и они являются малоиспользуемым ресурсом.Кроме того, использование смартфонов для обеспечения функциональной экологии растений сильно недооценено. Только несколько недавних разработок были сделаны для использования смартфонов для измерения характеристик растений, таких как индекс площади листьев (например, PocketLA I (Confalonieri, Francone, & Foi, 2014), VitiCanopy (De Bei et al., 2016)) и площадь листьев ( Petiole (http://petioleapp.com/), Easy Leaf Area (Easlon & Bloom, 2014)).

Здесь мы представляем Leaf ‐ IT, новое приложение для смартфонов для точного измерения площади листьев, а также других областей, связанных с признаками, в полевых условиях, типичных для удаленных мест.

Leaf ‐ IT использует алгоритм определения границ, то есть очень устойчивый к нежелательным теням и загрязнениям, которые могут мешать измерению площади. Это отличает Leaf ‐ IT от других программ и приложений для анализа площадей, основанных на измерении количества пикселей на основе пороговых значений (Easlon & Bloom, 2014). Leaf-IT специально разработан для измерения площади в сложных полевых условиях, включает простые в использовании функции для измерения площади и вывода данных, а также может свободно использоваться для экологических исследований и обучения.Мы протестировали точность и точность Leaf-IT, используя настоящие листья, а также объекты со стандартизованной площадью, и сравнили результаты с хорошо зарекомендовавшим себя коммерческим программным обеспечением WinFOLIA.

2. МЕТОДЫ

2.1. Технические подробности приложения и определение маржи

Leaf ‐ IT работает на смартфонах с операционной системой Android 4 (или выше) и не требует подключения к Интернету или базам данных. Изображения листьев или других предметов снимаются внутренней камерой смартфона.После получения изображения Leaf-IT использует цифровую обработку изображения для измерения площади и выполняет три этапа: (1) обнаружение границ листа или любого желаемого объекта, имеющего четко определенные поля, (2) количество пикселей и (3) сравнение с эталонный объект с известной площадью. Для достижения наилучших результатов лист следует размещать на фоне, который сильно контрастирует с листом. Белый фон лучше всего подходит для более темных листьев. Для более светлых объектов, таких как лепестки цветов, может быть более подходящим черный фон.После получения изображения Leaf-IT выполняет три этапа обработки изображения: (1) преобразование изображения в оттенки серого; (2) выделение полей путем увеличения контраста, размытия слабых полей и усиления сильных полей; и (3) вычисление световых градиентов и отображение световых градиентов (рисунок c), так что изображение сохраняет только поля (рисунок a, b). Градиенты света вычисляются путем сравнения контрастности между соседними пикселями и присвоения каждому пикселю значений от 0 до 255.Соседние пиксели с высокой контрастностью получают высокие значения (например, от белого пикселя к черному пикселю: значение 255), а соседние пиксели с низким контрастом (например, от светло-серого пикселя к серому пикселю: значение 50; и от белого пикселя к белому пикселю: значение из 0) получают низкие значения. Значения света позже отображаются в виде пикселей в диапазоне от белого до черного, тогда как пиксели с низким уровнем освещенности отображаются ярче (значение 0 равно белому), а пиксели с высокими значениями отображаются темнее (значение 255 равно черному). Эта процедура уменьшает влияние искажений, например, нежелательных теней или линий на фоновой бумаге, которые становятся слабее или даже исчезают и меньше мешают обнаружению полей листа.

Подробная информация об обработке изображений и пути логического агента в Leaf ‐ IT. (а) Изображение листа после трех этапов обработки изображения и расчета световых градиентов. Остается только поле, показанное в виде линии толщиной в несколько пикселей (b). (c) Логический агент начинает с пикселя с наивысшим световым градиентом (белая стрелка) и оценивает все пиксели в своей области просмотра (пять раз по три пикселя). Показаны значения светового градиента (от 0 до 255) пикселей, положение агента и направление его взгляда (белая стрелка).(d) Агент умножает значения светового градиента (первый фактор) на значения, зависящие от расстояния от позиции агента (второй фактор). Самый высокий продукт (продукты подчеркнуты) указывает пиксель, на который агент движется следующим (пиксель с красной стрелкой). После каждого шага агент снова начинает оценку своей области просмотра. Путь агента обозначается красной линией толщиной в один пиксель (e) до тех пор, пока он не охватит весь край листа (f) и снова не достигнет своей начальной точки

Во время расчета световых градиентов пиксель с сохраняется самый высокий градиент в изображении, который обычно является частью края листа.Логический агент (Wooldridge & Jennings, 1995), специально разработанный для обнаружения границ, помещается в пиксель с наивысшим световым градиентом и отслеживает границу шаг за шагом, рисуя линию толщиной в один пиксель до тех пор, пока она не достигнет своей начальной точки. опять таки. Агент основан на концепции робота, следующего по линии (Barraquand, Langlois, & Latombe, 1992). На каждом шаге по марже агент выполняет четыре задачи (согласно Russell & Norvig, 2016). Сначала агент создает область просмотра размером три раза по пять пикселей, где агент занимает один пиксель в центре поля длиной пять пикселей (рисунок b). Направление от пикселя, занимаемого агентом, к центру области просмотра — это направление взгляда (рис. C, d). На втором этапе агент вычисляет взвешенные значения освещенности для каждого пикселя в своей области просмотра. Значения для каждого пикселя световых градиентов умножаются на значение, зависящее от положения пикселя в области просмотра (рисунок d). Пиксели, расположенные ближе к позиции агента и направлению взгляда, получают наивысший множитель (на основе закона обратных квадратов ; рисунок d).Таким образом, пиксели, расположенные непосредственно перед агентом и в соответствии с направлением обзора, с большей вероятностью считаются частью края листа и имеют более высокие множители (рисунок d). На третьем этапе агент перемещается в положение пикселя с наивысшим взвешенным уровнем освещенности (рисунок d). На четвертом шаге агент проверяет, переместился ли он вообще (в случае, если его прежний путь привел в тупик) и снова ли он достиг исходной позиции. Каждый раз, когда агент перемещается, он указывает пройденный путь красной линией толщиной в один пиксель (рис. E, f).Пользователь может просмотреть красную линию, обводящую объект, чтобы проверить, правильно ли агент обвел лист (рисунок f).

Определенные правила предоставляются агенту (согласно Russell & Norvig, 2016) для оценки его последних действий и отмены его последних действий в случае ошибок. Правила содержат инструкции для агента, как действовать, если он достигает границы изображений или если он попадает в тупик (в этом случае агент возвращается на один шаг и переходит к пикселю со вторым по величине взвешенным значением освещенности) .Агент также содержит команды выхода, чтобы избежать бесконечных поисков и зацикливания при поиске пути. В этом случае пользователю отображается сообщение об ошибке, и измерение площади прекращается.

2.2. Измерение площади

После завершения определения края листа измеряется площадь. Все пиксели, обведенные красной линией толщиной в один пиксель, подсчитываются и сравниваются с количеством пикселей эталонного объекта известной длины или площади. В Leaf ‐ IT доступны два разных метода для установки ссылочного объекта.Первый метод (в Leaf-IT: S и размер листа вручную ; теперь устанавливает размер ) позволяет пользователю разместить объект известной длины (например, линейку или любой другой определенный объект; сравните Рисунок c ) рядом с листом. Если вручную нарисовать прямоугольник вокруг эталонного объекта, он избавляется от обработки изображения, чтобы не мешать обнаружению поля. После обнаружения поля пользователь может настроить цифровую линейку (которая запускается автоматически; сравните с рис. D) на эталонный объект и ввести длину в мм.Затем вычисляется площадь одного пикселя путем подсчета количества пикселей цифровой линейки и сравнивается с измеренной длиной. Это позволяет измерять площадь листа путем сравнения количества пикселей на цифровой линейке и на листе. Второй метод (в Leaf-IT: Использовать эталонный объект ; с этого момента эталонный объект ) позволяет пользователю разместить объект с известной площадью (например, монету или напечатанный прямоугольник; сравните с рисунком f) рядом с Листок. И эталонный объект, и лист обрабатываются отдельно (снова путем помещения цифрового прямоугольника вокруг эталонного объекта).После обработки изображения пользователь попадает в область эталонного объекта. Затем Leaf-IT сравнивает количество пикселей эталонного объекта и листа и измеряет площадь в см ² , как описано выше.

Стартовые меню, методы и параметры в Leaf ‐ IT. (a) Стартовое меню со всеми отображаемыми опциями. (b) Варианты выбора между двумя основными методами ( размер и эталонного объекта ) для измерения площади листа и неразрушающим методом.(c), (d) и (e) различные этапы во время метода установки размера, и (f) и (g) во время метода опорного объекта . (h) Вывод Leaf-IT можно экспортировать как файл .csv

2.3. Инструменты, параметры и вывод данных

Leaf ‐ IT предлагает интуитивно понятные инструменты для управления данными, экспорта и получения изображений. Все параметры можно выбрать и просмотреть в меню «Пуск» (рисунок а). Меню Project позволяет пользователю создавать собственные проекты. Проект может быть, например, серией измерений определенного растения или вида, полевым участком или днем ​​отбора проб.Каждый проект можно экспортировать как файл .csv (рисунок h). Все измерения площади в рамках проекта сохраняются в одном и том же файле .csv, где также можно редактировать или удалять названия видов и идентификаторы изображений (рис. H). Меню set reference содержит два метода определения ссылочного объекта, как описано выше (рисунок b). Здесь пользователь может выбрать между заданным размером (рисунок c – e) и эталонным объектом (рисунок f, g). После выбора соответствующих настроек Leaf-IT открывает режим камеры (рисунок c).Когда отображается режим изображения, появляется уровень. Таким образом, при условии, что сфотографированный объект находится в горизонтальном положении, можно создать оптимизированную настройку для обеспечения максимальной точности (угол 90 ° от объектива камеры к объекту; рисунок c). После того, как изображение было снято, пользователь определяет область, где расположен эталонный объект, и переходит к анализу изображения, как описано выше (рисунок d, f). Обнаруженная граница отображается красным цветом на фоне изображения (рисунок d), что позволяет пользователю оценить точность процедуры обнаружения поля, прежде чем переходить к измерению площади.Здесь пользователь определяет длину (метод: установить размер ) или площадь (метод: ссылочный объект ) эталонного объекта на дисплее смартфона (рисунок d). Измеренную площадь листа (рисунок д, ж) можно сохранить в виде файла .csv. Файл также автоматически включает дату и время измерения площади и идентификатор изображения. Все изображения, а также изображения областей и путей, измеренные Leaf ‐ IT (при запросе в опции customize ; рисунок a), можно сохранить как .png в папке Leaf ‐ IT или подпапке проекта на смартфоне, где также.csv ‐ файл сохраняется.

2.4. Оценка точности и прецизионности

Прецизионность и достоверность — два важных показателя для проверки новых методов измерения (Westgard, Carey, & Wold, 1974). Прецизионность описывает случайную аналитическую ошибку (распределение отдельных измерений вокруг среднего значения), а точность описывает систематическую аналитическую ошибку (разницу между средним измеренным значением и истинным значением ) (Westgard et al., 1974). Мы оценили точность и точность Leaf ‐ IT, используя стандартизированные объекты с известной площадью.Это позволило нам оценить, насколько точно Leaf ‐ IT воспроизвел площадь, и сравнить измеренную и истинную площадь листа.

Для проверки точности метода set size мы разработали 22 формы с разными формами и размерами (формы показаны на рисунке S1): восемь различных форм с 1 см ² и 10 см ² , соответственно, и шесть различных форм по 100 см ² . Различные формы и области были созданы черным цветом на белом фоне с помощью программного обеспечения Microsoft PowerPoint версии 10 и распечатаны на принтере с высоким разрешением (Xerox Color 550, 2.400 x 2.400 dpi) на бумаге плотностью 160 г / м ² . Точность и точность эталонного объекта Метод был измерен на тех же 22 объектах, что и метод с размером набора . Мы только добавили квадрат той же площади рядом с другим объектом в качестве контрольной области.

Впоследствии мы сравнили совпадение площадей реальных листьев разного размера и морфологии между Leaf ‐ IT (метод эталонного объекта ) и компьютерным программным обеспечением WinFOLIA (версия: 2016b Pro; Regent Instruments Canada Inc., 2016). WinFOLIA — это признанное стандартное программное обеспечение для измерения площади листьев.

2,5. Точность Leaf ‐ IT

Мы измерили точность Leaf ‐ IT, используя метод эталонного объекта (описанный выше). Поэтому мы сделали снимок одного и того же объекта (квадрата) с классами площади 1, 10 и 100 см ² в оптимизированных условиях (выровненный смартфон с углом 90 ° между объектом и объективом камеры) десять раз соответственно. Измеренная площадь была стандартизирована для лучшего сравнения с тремя классами площади путем деления измеренной площади на десять для 10 см ² и на 100 для 100 см ² .Таким образом, истинное среднее всегда равнялось единице. Мы рассчитали точность для трех классов площади (1, 10 и 100 см ² ) отдельно. Мы указали точность (в%), рассчитав диапазон между нижним и верхним доверительными интервалами (ДИ; верхний доверительный интервал минус нижний доверительный интервал).

2.6. Точность Leaf ‐ IT

Для проверки точности Leaf ‐ IT мы использовали методы для установки размера и эталонного объекта отдельно в оптимизированных условиях (выровненный смартфон, объект под углом 90 ° от объектива) и портативное устройство для моделирования полевые условия (всего четыре захода).Все стандартизированные объекты были сфотографированы и проанализированы с помощью Leaf-IT ( n = 22). Значения площади для каждого прогона были разделены на 100 для 1 см ² , на 1000 для 10 см ² и на 10,000 для 100 см ² для совместного анализа трех классов площадей. Мы обеспечили точность (в%) путем вычитания рассчитанного среднего значения на истинное среднее (всегда одно).

2.7. Сравнение Leaf ‐ IT и WinFOLIA

Чтобы протестировать Leaf ‐ IT на реальных листьях, мы сравнили измерения площади Leaf ‐ IT с WinFOLIA.Поэтому мы сфотографировали 25 листьев разного размера (от 1,88 до 115 см, ² ) и формы 18 европейских видов растений (список видов и значения площади приведены в таблице S1). Те же фотографии, сделанные и проанализированные Leaf-IT, также были проанализированы WinFOLIA для прямого сравнения.

2,8. Статистический анализ

Для проверки точности Leaf ‐ IT мы сравнили среднее значение истинных значений площади стандартизованных объектов с площадью, измеренной Leaf ‐ IT. Мы вычислили различия (в%) и 95% ДИ площади, измеренной Leaf-IT, по отношению к истинной площади для всех измерений одного и того же цикла, соответственно (методы устанавливают размер , эталонный объект , и оба метода объединены в оптимизированные условия и портативный).Для обеспечения точности мы рассчитали среднее значение и 95% ДИ десяти измерений, повторенных на одном и том же стандартизированном объекте площадью 1, 10 и 100 см ² , соответственно. Мы использовали метод Альтмана – Блэнда (Altman & Bland, 1983; Bland & Altman, 1986) для сравнения измерений площади Leaf-IT и WinFOLIA. Это позволило нам исследовать взаимосвязь между ошибкой измерения и истинным значением. Однако, поскольку истинное значение было неизвестно, среднее обоих измерений было наилучшей оценкой предоставленного истинного значения (Bland & Altman, 1986).Мы рассчитали среднюю разницу между обоими методами, вычтя среднее значение измерений WinFOLIA из среднего значения измерений Leaf-IT. Средняя разница указывает на смещение Leaf-IT по сравнению с WinFOLIA. Критическая разница (в см ² ) между обоими методами выражается как разница от среднего (обоих методов) до верхнего или нижнего 95% доверительного интервала. Все статистические анализы были выполнены в статистической программе R (версия 3.3.1, R Core Team, 2017).

4. ОБСУЖДЕНИЕ

Leaf ‐ IT — это новое, простое в использовании и бесплатное приложение, лицензированное в рамках Creative Commons (лицензия CC BY ‐ NC ‐ SA 4.0), которое обеспечивает достаточно точные и точные измерения площади. Благодаря интуитивно понятному графическому пользовательскому интерфейсу и высокой портативности Leaf ‐ IT полезен для широкого спектра приложений в экологических исследованиях и обучении.

Логический агент и возможность выбора между двумя разными методами измерения площади делают Leaf ‐ IT принципиально отличным от других программ, которые оценивают каждый пиксель индивидуально (например,г., WinFOLIA, Easy Leaf Area; Easlon & Bloom, 2014) или требуется тщательная калибровка изображения (например, Petiole). Вместо этого Leaf-IT окружает лист и одинаково оценивает каждый пиксель в замкнутой области, что делает Leaf-IT более устойчивым к теням и другим артефактам на заднем плане. В то же время Leaf-IT в настоящее время имеет ограничения при оценке площади листьев у видов со сложной морфологией листьев (например, перистых и папоротниковых листьев) и поврежденных листьев.

4.1. Размер набора

метод

Метод размер набора дал высокоточные результаты со средней точностью менее 0.5%. Точность не снижалась при съемке изображения, взявшись за смартфон в руке, что соответствует сложным условиям во время полевых работ. Точность в основном зависела от точного измерения эталонного объекта и навыков пользователя, позволяющих идеально настроить длину на дисплее смартфона. Здесь мы рекомендуем потренироваться, прежде чем переходить к настоящим листьям, используя линейку в качестве ориентира и известную область в качестве объекта. Однако метод с установкой размера требует больше времени (около 40 секунд для обученного пользователя от получения изображения до получения результата), чем метод , ссылающийся на объект (около 30 секунд).Включаются четыре отдельных шага вручную: (1) получение изображения, (2) определение участка, на котором расположен эталонный объект на изображении, (3) измерение расстояния до эталонного объекта (можно упростить, используя линейку в качестве эталона). ), и (4) установка длины измеренного расстояния на экране смартфона.

4.2. Опорный объект

Метод

Метод опорный объект от Leaf ‐ IT также обладает высокой точностью (отклонение <1,5%) и точным (отклонение 2%) как в оптимизированных, так и в полевых условиях.Исходя из нашего опыта, наивысшая точность может быть достигнута, когда объектив камеры и объект расположены перпендикулярно друг другу. Кроме того, следует избегать заполнения всего диапазона изображения, предоставляемого камерой, эталонным объектом и листом. Чем ближе края изображений лежат к объекту, тем выше становится искажение изображения и увеличивается неточность изображаемых объектов. Различные объективы камеры и датчики изображения дали одинаковые результаты при измерении площади.Мы достигли надежных результатов, оставив пустым примерно одну треть от полей изображения к центру. Этот метод, по сравнению с методом набора размера , быстрее и удобнее для пользователей. От изображения до результатов требуется три ручных шага: (1) получение изображения, (2) определение участка, где находится эталонный объект на изображении, и (3) ввод текста в области эталонного объекта. Для удобства использования мы рекомендуем использовать распечатку (белая бумага) с черным квадратом с известной площадью в одном углу (например,г., длина стороны 5 × 5 см), выступающей в качестве эталонного объекта. Затем лист можно поместить рядом с эталонным объектом и сфотографировать вместе. Контрольный объект и неизвестный объект должны быть примерно одинакового размера. Во время испытаний приложения в полевых условиях оказалось успешным подготовить распечатки с эталонными объектами, имеющими площадь от наименьшей до максимальной ожидаемой площади листа.

4.3. Leaf ‐ IT по сравнению с WinFOLIA

Площадь листа, измеренная в Leaf ‐ IT и WinFOLIA, дала аналогичные результаты.Максимальная разница между обоими методами составила -3,6% и + 1,5%, а разница между средним значением Leaf-IT и WinFOLIA составила 0,132 см ² . Эти низкие значения указывают на то, что ни один метод не смещен в сторону другого и что оба метода измеряют площадь одинаково хорошо (Bland & Altman, 2003). Для более мелких листьев (<100 см ² ) разница средних была <0,5 см ² и уменьшалась с увеличением размера листа. Это означает, что критическая разница (0,521 см ² ) была зафиксирована только для самых больших листьев.При сравнении измерений площади обоих методов для каждого листа по отдельности разница всегда составляла <4%. В 19 листах из 25 он был даже меньше 1%. Когда на изображениях видны тени или фон был загрязнен, Leaf ‐ IT измерял площадь листьев более надежно, чем WinFOLIA, у которой часто возникали проблемы с различением артефактов и настоящих листьев. Мы выбираем для сравнения только листья с простой морфологией краев и неповрежденными. Здесь Leaf-IT очень точно определила маржу. Однако при использовании поврежденных листьев или сложной морфологии края (например,g., папоротники), Leaf-IT мог неправильно определить границу или вообще не определить ее.

4.4. Сильные стороны и ограничения Leaf ‐ IT

Все функции Leaf ‐ IT специально разработаны для использования в научных целях. Экспорт данных осуществляется в виде файла .csv, который можно импортировать в наиболее распространенные программы для дальнейшего анализа данных. Возможность выбора между двумя методами ( устанавливает размер и эталонного объекта ) позволяет пользователю оценить площадь листа с минимальными усилиями и подготовкой.Его высокая точность и точность аналогичны таковым у другого хорошо зарекомендовавшего себя программного обеспечения (например, WinFOLIA). Различные типы смартфонов могут давать надежные результаты, поскольку мы не обнаружили больших различий в измерениях площади, связанных с линзами и датчиками изображения. Однако его основным ограничением является обнаружение сложных морфологий листа по краям. Зубчатые, сложные, перистые и сильно волосистые или лопастные листья часто вызывают проблемы для Leaf ‐ IT. Так обстоит дело, например, с некоторыми травами (например, со многими видами из семейств Apiaceae, Geraniaceae, Ranunculaceae и Fabaceae), а также с папоротниками и видами растений со сходной морфологией листьев.Кроме того, Leaf ‐ IT не может обнаружить отверстия (как у Monstera deliciosa Liebm.) И повреждения травоядными внутри листьев, и они включены в общую площадь листа.

Обработанные банановые листья, экологически чистое упаковочное решение

В Азии банановые листья всегда использовались для упаковки пищевых продуктов. Но они быстро портятся. На смену им пришел пластик, который теперь часто забивает водные пути и загрязняет океаны. Молодому индийскому изобретателю удалось превратить банановые листья в упаковочный материал, который сохраняет свои свойства в течение трех лет.И он прекрасно разлагается микроорганизмами.

Изделия из банановых листьев. Фотография: Banana Leaf Technology Products.

Бумага и пластик, предпочтительные упаковочные материалы в индустриальном обществе, имеют серьезный недостаток. Для бумаги человечество ежегодно вырубает миллиарды деревьев. А выброшенные пластиковые одноразовые предметы приводят к мировому загрязнению с неизвестными последствиями. Но, как сообщает нам компания Banana Leaf Technology Products, мать-природа предлагает нам все, что нам нужно.Так что человечество должно сделать правильный выбор. «Природа и человечество должны сосуществовать во всех аспектах, чтобы создать устойчивую цивилизацию».

Увеличение количества клеток в банановых листьях

Технология производства банановых листьев началась в 2010 году, когда Тенит Адитья, которой тогда было 11 лет, увидела, что фермеры в Южной Индии сбрасывают кучи банановых листьев в качестве мусора из-за отсутствия технологии консервации. Искра загорелась, когда в голову пришёл вопрос: «Можно ли улучшить эти листья биологически?» Методом проб и ошибок ему удалось сохранить листья около года без использования каких-либо химикатов.В течение четырех лет он совершенствовал свою технологию улучшения клеток. Он получил свою первую международную награду за эту технологию в 2014 году на всемирной выставке изобретений в Техасе.

Подарочная коробка из банановых листьев. Фотография: Banana Leaf Technology Products.

Технология усиливает клетки, укрепляет клеточные стенки листьев и предотвращает разрушение клеток патогенными агентами. Консервированные листья, обладающие повышенной прочностью, растяжимостью и измельчением, могут выдерживать экстремальные температуры и выдерживать больший вес, чем в исходном состоянии.Срок хранения листьев с естественным зеленым цветом составляет до одного года, а увеличенный срок хранения — до трех лет без его естественного цвета. Эти обработанные биоматериалы являются биоразлагаемыми, здоровыми, устойчивыми к патогенам, безопасными для человека и полностью экологичными.

Банановые листья для современных нужд

«Эта технология развивает традиционную практику в соответствии с современными потребностями, — говорится на веб-сайте компании, — тем самым обеспечивая устойчивое экологическое решение давней глобальной проблемы и помогая ежегодно спасать 4 миллиарда деревьев.Этот переработанный биоматериал, сделанный из листьев, в настоящее время служит более чем 30 продуктам, применение которых безгранично ». И на веб-сайте не забывают упомянуть, что этот материал служит десяти из семнадцати Целей устойчивого развития, сформулированных Организацией Объединенных Наций.

‘Этот обработанный биоматериал полностью не содержит химикатов, является кормом для животных, рентабелен, на 100% биоразлагаем и возвращается в природу после выброса в течение 28 дней, в отличие от пластиковых и аналогичных продуктов, которые остаются в природе около 7 30 000 дней. .Это решает проблему глобального кризиса, связанного со свалками, который приводит к постоянно растущим кучам мусора, которые составляют более 1 миллиарда тонн в год, почти доходя до горы Эверест, и предотвращает гибель и жестокое обращение с 200 миллионами наземных и водных животных ».

«Эта скромная инициатива по спасению миллионов деревьев прокладывает путь человечеству к сохранению окружающей среды с обещанием экономики замкнутого цикла, и теперь пришло время быть Героями, которыми мы всегда были призваны, — хранителями планеты.