一種棗樹冠層類胡蘿卜素含量的檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種棗樹冠層類胡蘿卜素含量的檢測方法，包括以下步驟：選擇晴朗、無云或少量云層、風力小于3級的天氣采集棗樹冠層的高光譜信息。對高光譜數(shù)據(jù)進行多元散射校正后，采用小波降噪與平滑處理。提取待測定類胡蘿卜素含量棗樹冠層的552、935、1126、1358、1401、1407、1417、1455、1505、1626、1646nm波長的光譜反射率值；將各光譜反射率值代入檢測模型，計算得到棗樹冠層的類胡蘿卜素含量。本發(fā)明具有無污染、操作簡便、快速精確的特點，適合推廣應用。
【專利說明】
-種専樹冠層類胡蘿I、素含量的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于植物培育工程技術(shù)領(lǐng)域，設及一種類胡蘿h素含量的檢測方法，具體地 說，設及一種要樹冠層類胡蘿l·素含量的檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 類胡蘿h素是要樹生長必不可少的營養(yǎng)元素，快速獲取類胡蘿h素信息是監(jiān)測要樹 生長發(fā)育及品質(zhì)保證的前提。現(xiàn)有技術(shù)總的要樹冠層類胡蘿l·素含量的檢測方法需要配制 化學試劑，測定過程中化學尾液排放對環(huán)境的污染和對人體的傷害，而且存在操作步驟繁 瑣，檢測時間長的缺陷。目前現(xiàn)有技術(shù)中急需一種無污染、操作簡便、快速精確的要樹冠層 類胡蘿l·素含量的檢測方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提出了一種無污染、操作簡便、快速精確 的要樹冠層類胡蘿l·素含量的檢測方法，該方法實現(xiàn)了要樹冠層類胡蘿l·素含量的快速準確 檢測，不需要配制任何化學試劑，避免了測定過程中化學尾液排放對環(huán)境的污染和對人體 的傷害，同時也大大簡化了操作步驟，縮短了檢測時間，能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大面積要園短時 間內(nèi)要求獲取冠層類胡蘿l·素含量數(shù)據(jù)的需求，為要樹田間管理中類胡蘿l·素肥的精準施用 提供了快速獲取施肥量依據(jù)的手段。
[0004] 其技術(shù)方案如下：
[0005] -種要樹冠層類胡蘿h素含量的檢測方法，包括W下步驟：
[0006] (1)選擇晴朗、無云或少量云層、風力小于3級的天氣采集所需測定類胡蘿h素含量 要樹冠層的高光譜信息。
[0007] (2)對高光譜數(shù)據(jù)進行多元散射校正后，采用小波降噪，再進行平滑處理。
[000引 （3)提取待測定類胡蘿h素含量要樹冠層的552、935、1126、1358、1401、1407、1417、 1455、1505、1626、1646nm波長的光譜反射率值。
[0009] (4)將各波長的反射率值代入要樹冠層類胡蘿h素含量檢測模型：
[0010] y = 0.14462-1.392198x1+1.074054x2-1.003147x3-0.3089836x4-0.3571368X5- 0.7129653x6+1.092044x7+8.983486x8-10.7045x9+10.00242x10-6.435562x11
[0011 ] 其中，y為要樹冠層類胡蘿素含量，單位為mg/g，Xl、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、Xl0、 XII 分別為要樹冠層在 552、935、1126、1358、1401、1407、1417、1455、1505、1626、1646nm 波段 的反射率值。
[0012] 優(yōu)選地，步驟（1)中所述的要樹冠層的高光譜信息采集，采集時探頭必需垂直向 下，且需對準冠層中屯、，探頭距冠層1米高度。
[0013] 優(yōu)選地，步驟（1)中所述的要樹冠層的高光譜信息采集，其采集時間為北京時間 11:00-15:00。
[0014] 優(yōu)選地，步驟(2)中所述平滑處理方法為Savitzky-Golay Smoothing,平滑窗口為 7。
[0015] 優(yōu)選地，步驟（4)中所述的552、935、1126、1358、1401、1407、1417、1455、1505、 1626、1646nm波長的光譜反射率值，為同一冠層所測的10次重復的反射率平均后并經(jīng)過多 元散射校正、小波降噪和平滑處理后的值。
[0016] 本發(fā)明的有益效果為：
[0017] 本發(fā)明實現(xiàn)了要樹冠層類胡蘿h素含量的快速準確檢測，不需要配制任何化學試 劑，避免了測定過程中化學尾液排放對環(huán)境的污染和對人體的傷害，同時也大大簡化了操 作步驟，縮短了檢測時間，能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大面積要園短時間內(nèi)要求獲取冠層類胡蘿l·素 含量數(shù)據(jù)的需求，為要樹田間管理中類胡蘿l·素肥的精準施用提供了快速獲取施肥量依據(jù) 的手段。該方法具有無污染、操作簡便、快速精確的特點，適合推廣應用。
【附圖說明】
[0018] 圖1為要樹冠層類胡蘿h素含量檢測值與真實值的擬合程度。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細地說明。
[0020] -種要樹冠層類胡蘿h素含量的檢測方法，包括W下步驟：
[0021] (1)測定待檢測類胡蘿l·素含量的要樹冠層的高光譜信息，選擇晴朗無云或少云且 風力小于3級的天氣進行，本實例的具體測定時間為2015年8月21日，高光譜信息采集時間 為北京時間13:00-15:00，高光譜信息采集儀器為美國450公司生產(chǎn)的。161(1596〇4便攜式 地物光譜儀，高光譜信息采集時探頭垂直向下，距離冠層1米高度，每個冠層采集10條光譜 曲線，10條曲線的平均值為該冠層的最終反射率值。本實例共采集了 54個要樹冠層的高光 譜信息。
[0022] (2)對采集的54條光譜曲線進行多元散射校正后、小波降噪與平滑處理。
[0023] (3)提取每條曲線 552、935、1126、1358、1401、1407、1417、1455、1505、1626、1646nm 波長的光譜反射率值。
[0024] (4)將每條曲線 552、935、1126、1358、1401、1407、1417、1455、1505、1626、1646nm 波 長的光譜反射率值代入要樹冠層類胡蘿l·素含量檢測模型：
[0025] y = 〇 . 14462-1.392198x1+1.074054X廣 1.003147x3-0.3089836x4-0.3571368x5- 0.7129653x6+1.092044x7+8.983486x8-10.7045x9+10.00242x10-6.435562x11
[0026] 其中，y為要樹冠層類胡蘿h素含量，單位為mg/g，Xl、X2、X3、X4、M、X6、X7、X8、X9、X10、 XII 分別為要樹冠層在 552、935、1126、1358、1401、1407、1417、1455、1505、1626、1646nm 波段 的反射率值。
[0027] (5)表1是利用室內(nèi)化學測定法獲取的要樹冠層類胡蘿h素含量的真實值與利用上 述要樹冠層類胡蘿l·素含量檢測模型得到的檢測值的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，由表1可W看出，真實值與 檢測值二者的平均值、最大值、最小值非常相近;圖1是要樹冠層類胡蘿l·素含量檢測值與真 實值的擬合程度。其中真實值的測定方法為酒精-丙酬浸提分光光度法。真實值與檢測值之 間的決定系數(shù)(R2)達到0.60,均方根誤差(RMSE)僅有0.013mg/g，平均相對誤差(MRE)只有 6.99%，標準差與均方根誤差比(RPD)達到1.56。綜上，說明模型具有高精度預測的能力。該 結(jié)果表明，本發(fā)明的方法可w準確、快速的檢測要樹冠層類胡蘿l·素含量。
[0028] 表1要樹冠層類胡蘿h素的真實值與檢測值統(tǒng)計(n = 50)
[0029]
[0030] W上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，本發(fā)明的保護范圍不限于此，任何熟 悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡 單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種棗樹冠層類胡蘿卜素含量的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 選擇晴朗、無云或少量云層、風力小于3級的天氣采集所需測定類胡蘿卜素含量棗樹 冠層的高光譜信息； (2) 對高光譜數(shù)據(jù)進行多元散射校正后，采用小波降噪，再進行平滑處理； (3) 提取待測定類胡蘿卜素含量棗樹冠層的552、935、1126、1358、1401、1407、1417、 1455、1505、1626、1646nm波長的光譜反射率值； (4) 將各波長的反射率值代入棗樹冠層類胡蘿卜素含量檢測模型： y = 0.14462-1.392198x1 + 1.074054x2-1.003147x3-0.3089836x4-0.3571368x5-0 · 7129653x6+1 · 092044x7+8 · 983486x8-10 · 7045x9+10 · 00242xi〇-6 · 435562xii 其中，y為率樹冠層類胡蘿卜素含量，單位為mg/g，Xl、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、Xl^ 別為棗樹冠層在 552、935、1126、1358、1401、1407、1417、1455、1505、1626、1646nm 波段的反 射率值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的棗樹冠層類胡蘿卜素含量的檢測方法，其特征在于，步驟（1)中 所述的棗樹冠層的高光譜信息采集，采集時探頭必需垂直向下，且需對準冠層中心，探頭距 冠層1米高度。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的棗樹冠層類胡蘿卜素含量的檢測方法，其特征在于，步驟（1)中 所述的棗樹冠層的高光譜信息采集，其采集時間為北京時間11:00-15:00。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的棗樹冠層類胡蘿卜素含量的檢測方法，其特征在于，步驟(2)中 所述平滑處理方法為Savitzky-Golay Smoothing，平滑窗口為7。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的棗樹冠層類胡蘿卜素含量的檢測方法，其特征在于，步驟(4)中 所述的 552、935、1126、1358、1401、1407、1417、1455、1505、1626、1646nm 波長的光譜反射率 值，為同一冠層所測的10次重復的反射率平均后并經(jīng)過多元散射校正、小波降噪和平滑處 理后的值。
【文檔編號】G01N21/25GK105823736SQ201610361785
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】彭杰, 王家強, 牛建龍, 柳維揚
【申請人】塔里木大學