[發(fā)明專利]一種植物秧苗養(yǎng)分盈虧狀態(tài)識別方法及光譜檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811435095.4
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109632688B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李翠玲;王秀;姜凱;王松林;宋健
• 申請（專利權(quán)）人: 北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心
• 主分類號: G01N21/3563
• 分類號: G01N21/3563;G01N21/359
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種植物秧苗養(yǎng)分盈虧狀態(tài)識別方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1，在植物秧苗播種或生長過程中添加不同數(shù)量或配比的肥料，使植物秧苗生長呈現(xiàn)不同的養(yǎng)分盈虧狀態(tài)；

S2，在秧苗生長過程中，采集植物秧苗子葉的近紅外光譜；

S3，對近紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲取植物秧苗子葉的紅邊位置信息；

S4，根據(jù)植物秧苗子葉的紅邊位置信息獲得不同養(yǎng)分盈虧狀態(tài)下植物秧苗子葉的紅邊位置分布；

S5，在植物秧苗子葉的紅邊位置分布中找到區(qū)分植物秧苗養(yǎng)分盈虧狀態(tài)的分界點；

步驟S2具體包括以下步驟：

S21，使光譜檢測系統(tǒng)預(yù)熱15分鐘，使光源和光譜儀處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)；

S22，光譜儀采集標(biāo)準(zhǔn)參考白板的光譜信息；

S23，切斷光源單元，光譜儀采集暗環(huán)境的光譜信息；

S24，連通光源單元，光譜儀采集植物秧苗子葉的反射光譜信息；

S25，光譜儀自動對植物秧苗子葉的反射光譜進(jìn)行白參考校準(zhǔn)和黑參考校準(zhǔn)；

在步驟S25中，光譜儀對植物秧苗子葉的反射光譜進(jìn)行白參考校準(zhǔn)和黑參考校準(zhǔn)的參照公式為

其中，R_λ表示植物秧苗子葉在標(biāo)段λ處的反射率；S_λ表示植物秧苗子葉在標(biāo)段λ處的反射光強度；B_λ表示暗環(huán)境在標(biāo)段λ處的反射光強度；W_λ表示參考白板在標(biāo)段λ處的反射光強度；

步驟S3具體包括以下步驟：

S31，對反射光譜進(jìn)行一階微分處理，得到一階微分光譜，一階微分處理的近似計算公式為

其中,λ_i為波段i的波長值；ρ(λ_i)為波長λ_i的光譜反射率值；ρ′(λ_i)為波段i的一階微分值；

S32，從一階微分光譜的數(shù)據(jù)中提取680～750nm區(qū)間一階微分光譜的最大值所對應(yīng)的波長作為紅邊位置信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物秧苗養(yǎng)分盈虧狀態(tài)識別方法，其特征在于：步驟S1具體包括以下步驟：

S11，將肥料溶于水，噴灑入定量的混合基質(zhì)中，攪拌后裝入穴盤；

S12，植物種子經(jīng)55℃～60℃的熱水浸種消毒并催芽后，精播于穴盤中，每穴一粒，放于溫室內(nèi)培養(yǎng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物秧苗養(yǎng)分盈虧狀態(tài)識別方法，其特征在于：在步驟S5中，所述植物秧苗養(yǎng)分盈虧狀態(tài)的分界點的紅邊位置在705～712nm，當(dāng)植物秧苗子葉的紅邊位置小于705nm時，植物秧苗養(yǎng)分虧缺，當(dāng)植物秧苗子葉的紅邊位置大于712nm時，植物秧苗養(yǎng)分盈余。

4.一種采用權(quán)利要求1至3任一所述的植物秧苗養(yǎng)分盈虧狀態(tài)識別方法的光譜檢測系統(tǒng)，其特征在于：包括光源單元、光譜儀、數(shù)據(jù)處理單元和暗箱，所述光源單元和所述光譜儀均設(shè)置于所述暗箱內(nèi)，所述光譜儀與所述光源單元連接，所述數(shù)據(jù)處理單元與所述光譜儀連接，所述光譜儀的探測波長范圍包含680～750nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光譜檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述光源單元包括光源、光纖和衰減器，所述光纖一端與所述光源連接，另一端通過支架懸掛固定于所述暗箱內(nèi)，所述衰減器設(shè)置于所述光纖上，所述光譜儀與所述光纖連接。