基于近红外高光谱图像的黄瓜叶片色素含量快速检测

基于近红外高光谱图像的黄瓜叶片色素含量快速检测

[1]   邹小波,陈正伟,石吉勇,黄晓玮,张德涛.基于近红外高光谱图像的黄瓜叶片色素含量快速检测[J].农业机械学报,2012,43(05):152-156.

发展现状

由于黄瓜生长周期短、产出量大、需肥量多，要求土壤有高消耗、高补充的特点，加上各地追求连片种植、规模经营，黄瓜种植过程中容易出现氮、磷、钾等元素比例失调，土壤障碍和营养原色缺失等问题。会造成黄瓜在生长发育过程中出现营养元素缺乏。缺素引起黄瓜叶片内部水分含量、组织结构和色素含量及分布的变化。由于色素与植株的正常生理活动息息相关，且植株营养缺失在症状区和正常叶片区的含量和分布也会发生相应变化，因此对叶片的色素含量进行检测对掌控植株的营养状况具有重要意义。

检测方法

目前我国大部分果农对黄瓜缺素症状所对应的营养亏缺情况缺少科学的判断，一般只依靠肉眼进行辨别，主管差异大，加上各地土壤和气候的差别，使得人的主观判断具有区域局限性。而且果农在对作物进行营养补充时易发生化肥施用过量，没有对症下药，这一方面扰乱了土壤中的各元素适宜的浓度比，可能引起作物生长阻碍，另一方面降低了肥料的利用效率，容易造成资源浪费和环境污染，影响作物生长的生态环境，使得效果适得其反。

叶片色素含量是蜘蛛营养状况的指示器。目前针对色素含量的检测方法多为破坏性采样，通过有机溶剂萃取色素再借助不同的仪器（分光光度计或者高效液相色谱等）进行测量，耗时费力，操作复杂，且不能针对样本进行实时测量，不能满足现代农业实时高效的要求。

高光谱优势及应用原理

高光谱成像技术是一种科学准确的快速检测方法，不仅能代替人眼对黄瓜营养状况进行判定，同时还可以实现叶片色素含量的快速检测，从而多方位的了解黄瓜植株的营养状况，确保黄瓜中指的增产增收。

由于叶片的近红外反射光普能反映叶片的组织结构和生物化学成分方面的信息，容时叶片的某些特征在近红外波段下有明显的吸收峰，图片受环境干扰少，因此采用基于近红外波段的高光谱图像技术扫描黄瓜叶片，所获得的叶片近红外光谱信息既可以对叶片多种色素含量同时进行预测，也可以对植株的营养状况进行识别，而利用叶片的图像信息还可以对叶片上的早期缺素症状进行提取，从而可提前预测植株的营养状况。

解决方案

      ATP9000/9020/9010-无人      ATP9100-25 可见近红外           ATP9100 便携式地物光谱仪

　　机载超轻型高光谱成像仪           全波段便携式地物波谱仪