[發明專利]一種紅鳳菜鐵、鎂、鈣元素缺乏的無損診斷方法

在審

• 申請號: 202211062648.2
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115389477A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 崔笛;計淑鈺;馮喆;王大臣
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 陳升華

1.一種紅鳳菜鐵、鎂、鈣元素缺乏的無損診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)隨機選取長勢相同、營養狀態正常的紅鳳菜植株，放入缺鐵、缺鎂、缺鈣以及營養元素供給正常的培養液中，經過培養后將紅鳳菜植株分別從水培溶液中取出，用去離子水清洗根部，將清洗后的紅鳳菜植株放入盛有去離子水的容器中，根部應處于黑暗環境，待2～8h后，對容器中水溶液進行吸取，獲得的溶液即為缺鐵、缺鎂、缺鈣及正常紅鳳菜植株的根系分泌物；

(2)應用濾膜對根系分泌物進行過濾，測量根系分泌物的三維熒光光譜，得到紅鳳菜根系分泌物的原始三維熒光光譜數據。

(3)獲取到紅鳳菜根系分泌物的原始三維熒光光譜數據后，進行內濾效應校正、散射消除、拉曼歸一化矯正的光譜預處理步驟，得到三維熒光光譜數據；

(4)基于步驟(3)獲得的三維熒光光譜數據，利用熒光區域積分法(FluorescenceRegional Integration，FRI)進行光譜特征提取，將5個熒光區域的標準積分體積Φ_i,n作為特征輸入，結合支持向量機算法，建立紅鳳菜鐵、鎂、鈣元素缺乏的診斷模型；

(5)采用紅鳳菜鐵、鎂、鈣元素缺乏的診斷模型對紅鳳菜鐵、鎂、鈣元素缺乏的無損診斷。

2.根據權利要求1所述的紅鳳菜鐵、鎂、鈣元素缺乏的無損診斷方法，其特征在于，步驟(1)中，紅鳳菜的培養條件為：每天20～28℃光照12～20h/16℃～24℃黑暗6～10h，相對濕度為60～70％，光照時的光通量密度為250～350μmol/m²·s，培養18～30天。

3.根據權利要求1所述的紅鳳菜鐵、鎂、鈣元素缺乏的無損診斷方法，其特征在于，步驟(1)中，用去離子水清洗根部4至6次。

4.根據權利要求1所述的紅鳳菜鐵、鎂、鈣元素缺乏的無損診斷方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的濾膜為0.3～0.6μm。

5.根據權利要求1所述的紅鳳菜鐵、鎂、鈣元素缺乏的無損診斷方法，其特征在于，步驟(2)中，三維熒光光譜的測量參數為：激發波長Ex為200～600nm，發射波長Em為200～750nm，激發和發射波長的間隔均為4～6nm，狹縫寬度均為4～6nm，掃描速度為8000～12000nm/min。

6.根據權利要求1所述的紅鳳菜鐵、鎂、鈣元素缺乏的無損診斷方法，其特征在于，步驟(4)中，基于步驟(3)獲得的三維熒光光譜數據，利用熒光區域積分法(FluorescenceRegional Integration，FRI)進行光譜特征提取，即利用熒光區域積分法分析三維熒光光譜，具體包括：

(1)根據每個區域的范圍和熒光強度計算出該區域的積分體積Φ_i；

(2)根據每個區域的面積對積分體積Φ_i進行標準化處理，獲得其標準積分體積Φ_i,n，Φ_i,n用于表征各個區域熒光物質的相對含量，計算公式如下：

Φ_i＝∫∫I(λ_exλ_em)dλ_exλ_em

Φ_i,n＝MF_iΦ_i

其中，Φ_i代表第i個區域的積分體積，I(λ_exλ_em)代表對應激發-發射波長下的熒光強度，Φ_i,n代表第i個區域的標準積分體積，MF_i代表第i個區域面積占總面積的比例的倒數，被稱作為倍增系數；Φ_T,n為五個熒光區域的總標準積分體積。

7.根據權利要求1所述的紅鳳菜鐵、鎂、鈣元素缺乏的無損診斷方法，其特征在于，步驟(4)中，5個熒光區域包括：

第一熒光區域，激發波長220～250nm，發射波長280～330nm；

第二熒光區域，激發波長220～250nm，發射波長330.001～380nm；

第三熒光區域，激發波長220～250nm，發射波長380.001～500nm；

第四熒光區域，激發波長250.001～280nm，發射波長280～380nm；

第五熒光區域，激發波長250.001～400nm，發射波長380.001～500nm。