[發明專利]一種基于近紅外光譜的玉米種子鑒別方法

在審

• 申請號: 202010845304.3
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN112098361A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 李浩光;陳玉銀
• 申請（專利權）人: 蘇州浩旸華智能科技有限公司
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359;G06K9/00
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 宮建華

本發明公開了一種基于近紅外光譜的玉米種子鑒別方法，包括：測量各種玉米種子樣本的標準近紅外光譜，選擇有效波長，增大信噪比，對樣本近紅外光譜的校正和預處理，提取樣品種子的近紅外光譜的特征，依靠若干個峰組、頻率段來進行定性判別，采用偏差權重法、主成分分析法、偏最小二乘法、小波分析以及ANN特征篩選方法中的其中一種方法提取待測近紅外光譜特征，采用模式識別來進行鑒別、分析，把待測品種樣本的近紅外光譜經近紅外光譜校正及預處理,送入鑒別模型與參考樣品進行比較，將光譜中對類型識別的有用信息提煉出來，并減少大量干擾信息，從而提高玉米種子類型識別的效果，且使得玉米種子鑒別工作更加高效快捷。

技術領域

本發明涉及一種玉米種子鑒別領域，尤其涉及一種基于近紅外光譜的玉米種子鑒別方法。

背景技術

中國是全球最大的農業生產國，玉米是我國重要農玉米之一，據國家統計局最新發布信息，2016年我國玉米總產量為21955.15萬噸，占全年糧食總產量的35.63%，玉米產量關乎國家糧食生產安全，而玉米種子品種的真實性對于保證產量至關重要，保證玉米種業市場秩序對于保障農民收入、維護糧食安全具有重要意義。近年來，不良商家受經濟利益驅使，制售假劣種子，利用產量不高、田間表現欠佳的玉米品種冒充市場上優質暢銷品種，侵犯合法企業品種權，坑害農民利益，危害糧食生產安全，這種違法犯罪行為屢禁不止，究其原因是缺乏便捷、高效、準確的種子品種鑒別手段，難以建立種子監管長效機制。因此，玉米種子品種真實性鑒別是目前農業生產、玉米育種和種子檢驗的重要問題之一。國內外種子品種鑒別的常用方法主要有形態學方法、熒光掃描鑒定法、化學鑒定法和電泳鑒定法。形態學方法鑒別所需時間長，且精度不高。熒光掃描鑒定法、化學鑒定法和電泳鑒定法鑒別精度高，但所需時間較長，且鑒別過程復雜，非專業人員難以完成，不適宜對樣品進行批量快速分析與無損在線監測。由于上述方法的不足，亟需發展新的現場、實時、低成本、易操作的種子品種鑒別方法。

種子檢驗鑒定起源于19世紀中期。1869年世界上第一個種子實驗室由F.Nobble創建。1906年在德國漢堡舉行了第一次國際種子檢驗大會。1921年歐洲種子檢驗協會，該協會1924年更名為國際種子檢驗協會（ISTA），并在20世紀50年代前發展了小區鑒定和田間檢驗技術，70年代年發展了電泳法，90年代開始分子生物學技術及計算機模擬形態分析的應用。

近紅外光譜分析技術由于其無損、快捷、準確等優點在農業領域獲得了廣泛應用。目前已經開展了將該技術用于玉米品種鑒別的研究，相關研究大多針對整杯玉米的品種鑒別，整杯檢測對于以次充好造假現象可以進行判斷，但對于向大量真玉米種子中摻雜一定比例假種子的情況卻無能為力，因常規整杯測量近紅外鑒別方法無法對每粒種子進行鑒別，難以判斷種子純度，無法解決玉米種子摻假問題。

發明內容

本發明克服了現有技術的不足，提供一種基于近紅外光譜的玉米種子鑒別方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：一種基于近紅外光譜的玉米種子鑒別方法，包括以下步驟：

S1：建立標準近紅外光譜樣品集：測量各種玉米種子樣本的標準近紅外光譜；

S2：對樣本近紅外光譜的校正和預處理：選擇有效波長，增大信噪比，消除干擾；

S3：近紅外光譜特征的提取：依靠若干個峰組、頻率段來進行定性判別，采用偏差權重法、主成分分析法、偏最小二乘法、小波分析以及ANN特征篩選方法中的其中一種方法提取近紅外光譜特征；

S4：鑒別模型的建立：采用模式識別來進行鑒別、分析，

S5：待測樣品品種鑒別：把待測品種樣本的近紅外光譜經近紅外光譜校正及預處理,送入鑒別模型與參考樣品進行比較。

本發明一個較佳實施例中，同一所述樣品需多次重復測量，不同批號的樣品也需重復測量，以平均近紅外光譜作為所述樣品標準近紅外光譜，對玉米種子近紅外光譜圖像轉換成樣本數據。