THz | 种籽优品选育-太赫兹光谱成像技术服务农业检测

2021-07-30 16:54:43, 品牌运营中心青岛青源峰达太赫兹科技有限公司

雨生百谷，万物生长。种籽优品选育是关系到国计民生的重大问题，相应的检测技术也面临着巨大的机遇与挑战，太赫兹光谱成像技术提供了一种新型的检测手段。相比于其他技术，太赫兹技术具有高信噪比和动态范围宽等诸多特点，能够同时获得样品在太赫兹波段的时域信息与频域信息，以及对应的物质物理结构和化学成分等重要信息，在检测领域具有独特的优势。本文将通过对植物种子饱满度的检测来展示太赫兹技术是如何应用于种籽优品选育检测的。

当今世界种业强国已进入“常规育种+生物技术+信息技术+人工智能”的育种4.0时代，我国大多是经验育种，处在以杂交育种为主的2.0时代。

种子饱满度是反映种子活力的关键指标，对种子播种后的产量和种子加工物有重要影响。一般来说，粒大饱满、内部无损伤的种子活力高，播种后更容易优质高产，也就是说饱满度高的种子有助于提高产量和单株植株的质量。因此，通过太赫兹检测种子饱满度，可以为种子质量控制提供全新的技术支持。

技术对比

大多数种子都是带壳带皮的，在不损伤种子的情况下很难观察到其内部特性。百粒重是传统的通过测定百粒种子重量来衡量种子品质的方法，但不能避免种壳种皮的影响。例如，当种子有一个大外壳和一个小内核时，就很难准确地确定其真实的充实程度。而纯仁率、电泳等检测方法，需要破壳检测，费时费力。有学者也研究过利用其他技术对植物种子进行检测，例如使用核磁共振技术对向日葵种子品种进行分类，分类准确率为97%，但由于测试效率低、运行维护成本高，应用受到限制。应用X射线成像检测虫蛀种子，健全和不健全种子的总体分类准确率分别为95%和99%，虽然X射线具有很强的穿透能力，但其电离辐射对植物的细胞存在潜在危害，并不适用于种子检测。机器视觉和图像处理也被用于检查种子壳中的虫洞来判断被虫蛀的植物种子，但无法对种子内部进行检测。

太赫兹波的范围从0.1-10THz，介于微波与红外之间，太赫兹波既具有物质穿透特性又具有物质指纹谱识别特性，在物质识别与透射成像方面具有广泛应用；此外太赫兹波单光子的能量低，只有几毫电子伏特，远低于X射线，因此不会因电离而破坏种子特性。太赫兹光谱和成像测量由于其穿透性、指纹识别和安全性，在食品领域具有巨大的应用潜力。青源峰达太赫兹科技团队对较为常见的南瓜籽、西瓜籽和葵花籽等种籽样本进行太赫兹成像检测，对这类带壳植物种子的饱满度进行了检测，检测过程见下方视频。

通过视频可以看出，太赫兹光谱成像技术可以轻松的对南瓜籽、西瓜籽和葵花籽内部成像，在不破坏外壳的情况下便可得到种子内部的清晰图像，对种子饱满度进行检测，为种籽优品选育和油料种籽深加工提供技术支持。