[發明專利]一種檸檬葉片葉綠素含量及其二維分布檢測方法

在審

• 申請號: 202111676643.4
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114324215A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 韓國輝;李勛蘭;魏召新;彭芳芳;劉劍飛
• 申請（專利權）人: 重慶市農業科學院
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G06N20/10;G06T7/00;G06T7/136
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 許佳

本發明涉及葉綠素檢測技術領域，具體涉及一種檸檬葉片葉綠素含量及其二維分布檢測方法。包括以下步驟：樣本采集與處理；利用高光譜圖像采集系統對采集的樣品進行數據采集；化學法測定葉片葉綠素含量；葉片光譜提取；光譜預處理與樣本集劃分；提取光譜預處理后的光譜數據的特征信息，篩選特征波長；構建葉綠素含量均值預測模型；預測檸檬葉片葉綠素含量二維分布值。本發明方法既可以計算每個葉片的葉綠素含量平均值，還可獲得葉片任意部位的葉綠素值，為檸檬葉片葉綠素含量及其二維分布檢測提供了新方法。

技術領域

本發明涉及葉綠素檢測技術領域，具體涉及一種檸檬葉片葉綠素含量及其二維分布檢測方法。

背景技術

檸檬黃脈病、缺素癥以及農藥不當使用造成的藥害是目前威脅我國檸檬產業健康發展的最主要生物和非生物脅迫。葉片葉綠素含量和分布是監測植物營養元素盈虧和病蟲害脅迫的重要指標，同時也是進行病理解析過程中最重要的表型特征之一。進行檸檬葉片葉綠素含量及其分布進行快速檢測對系統、科學地認識病害以及檸檬田間栽培管理和病害監測都具有重要意義。

目前，植物葉綠素含量檢測方法主要有兩類：一是傳統的理化檢測法，如分光光度法和高效液相色譜法，此類方法皆需對樣品進行研磨及用乙醇或丙酮等化學試劑進行浸提，操作繁瑣、耗時費力，效率低；二是基于葉綠素對光的吸收特性所開發的便攜式葉綠素儀，此類設備可快速、無損的測定葉綠素相對或絕對值，但屬于單點測量，無法同時實現葉片葉綠素含量二維分布檢測。

高光譜成像光譜儀可同時獲取光譜和圖像信息，不同于僅可單點測量的普通光譜儀，其可同時獲取圖像中每個點的光譜數據，因此，在植物生理指標含量與分布的快速檢測中具有重要的應用前景。現有技術中已經存在將高光譜成像技術應用于辣椒、馬鈴薯、黃瓜等植物葉綠素含量的快速檢測與分布研究。但現有技術皆以某單一物種為樣本集構建葉綠素含量及分布檢測方法，檢測方法缺乏廣泛適用性；檸檬葉片葉表具蠟質層、葉片中木質素、香氣成分等物質組成以及葉片結構與辣椒、馬鈴薯、黃瓜等草本植物差異較大，使得現有檢測方法難以適用于差異性更大的木本植物；所采用的儀器、采集參數、特征波長、建模算法等皆具有特異性，鑒于以上原因，現有的葉綠素含量及分布快速檢測方法僅適用于專屬或相近物種。目前，利用高光譜成像儀對檸檬葉片葉綠素含量及其二維分布檢測還未見報道，同時現有技術中無法實現快速、高效、精確的檸檬葉片葉綠素含量及其二維分布檢測。因此，我們需要建立一種適用于檸檬的快速、高效、高精度的葉片葉綠素含量及二維分布檢測方法。

發明內容

基于上述內容，本發明提供一種檸檬葉片葉綠素含量及其二維分布檢測方法，可快速、高效獲取不同健康狀況檸檬葉片的葉綠素含量及其二維分布準確值。

本發明提供的技術方案如下：

一種檸檬葉片葉綠素含量及其二維分布檢測方法，包括以下步驟：

(1)樣本采集與處理；

(2)利用高光譜圖像采集系統對采集的樣品進行數據采集；

(3)化學法測定葉片葉綠素含量；

(4)葉片光譜提取；

(5)光譜預處理與樣本集劃分；

(6)提取光譜預處理后的光譜數據的特征信息，篩選特征波長；

(7)構建葉綠素含量均值預測模型；

(8)預測檸檬葉片葉綠素含量二維分布值。

進一步地，所述步驟(1)包括：收集春稍新發嫩葉作為樣本，其中健康葉片、缺氮葉片、農藥使用不當而受損傷葉片、無營養缺乏癥狀的檸檬黃脈病葉片、同時具有缺氮和檸檬黃脈病葉片、同時具有藥害損傷和檸檬黃脈病的葉片共計6個類型葉片，分別采集20片以上，采集過程中低溫保存，48h內清洗晾干。