近红外光谱技术在农作物品质分析方面的应用

近红外光谱分析技术是近年来迅猛发展起来的高新技术,由于其在测量方面具有快速、非破坏性等优点,已被广泛应用。在此,首先介绍了近红外光谱技术及其分析过程（定标和预测）,而后又总结了其在小麦、玉米、稻米及油料作物等农作物品质方面的应用。     

甜菜种子活力的测定——基于近红外高光谱技术

为保证田间甜菜种子的出苗率和生产潜力,需要在种植前对种子进行活力检测,挑选出活力高的甜菜种子进行推广种植。利用高温处理法对甜菜种子进行老化处理,再基于标准正态变换(SNV)、去趋势校正(DET)、Savitzky-Golay平滑处理(SG)、一阶差分(1D)和二阶差分(2D)5种近红外高光谱预处理方法,构建种子活力智能检测模型得出预测的种子发芽率,再利用老化处理后的甜菜种子进行发芽实验得出实际的发芽率。研究发现,甜菜种子经过一阶差分预处理建立的智能检测模型预测性能最好,其预测准确率达到91.92%。将未处理的甜菜种子的实际发芽率与一阶差分预处理法建立的智能模型预测结果进行对比,发现模型的预测准确率为88.2%。近红外高光谱技术是一种快速、无损的作物种子活力测定的新方法。     

小麦叶片氮含量与冠层反射光谱指数的定量关系

本文以3种蛋白质类型的小麦品种在不同施氮水平下的3年田间试验为基础，研究了小麦叶片氮含量与冠层反射光谱的定量关系。结果显示，不同试验中拔节后叶片氮含量均随施氮水平呈上升趋势，同时冠层光谱反射率在不同施氮水平下存在明显差异。对于低、中、高籽粒蛋白质含量的品种，叶片氮含量与冠层反射光谱的归一化植被指数NDVI (1 220, 710)和红边位置均有密切的定量关系，决定系数在0.80左右。对于不同品质类型小麦品种，均可利用统一的回归方程描述其叶片氮含量随反射光谱参数的变化，对于低蛋白类型品种，采用单独的回归系数即可提高叶片氮含量估测的准确性。本研究确立的小麦叶片氮含量与冠层反射光谱的定量关系可用于不同的小麦品种、生育时期和施氮水平，为小麦氮素营养的监测诊断与精确施肥等提供理论依据和技术途径。     

基于无人机高光谱影像的玉米地上生物量反演

【目的】研究以玉米地上干生物量为研究对象,探讨基于无人机高光谱数据利用人工神经网络法反演生物量的可行性。【方法】在吉林省蔡家镇开展玉米氮肥梯度试验,并进行无人机高光谱数据和地上干生物量获取,共获数据30组。随机选22组数据用于建模,剩下8组用于模型的外部验证。分别基于光谱指数法和BP神经网络算法构建反演模型,比较分析各种方法反演玉米生物量的优劣。【结果】结果表明：和基于光谱指数构建的生物量反演模型相比,BP神经网络模型取得了更好的反演结果。其建模时决定系数为0.99均方根误差为0.08 t/ha,相对均方根误差为3.39%;外部验证时,决定系数为0.99,均方根误差为0.15 t/ha,相对均方根误差为8.56%。【结论】BP神经网络模型可有效提高无人机高光谱遥感反演玉米地上生物量的精度。     

利用近红外透射光谱技术测定小麦籽粒硬度的研究

以2001和2002年度583份小麦样品为材料，用近红外透射光谱仪（NITS）对小麦籽粒硬度进行分析，比较了偏最小二乘法和多元线性回归两种算法和未经导数处理、一阶导数处理、二阶导数处理3种光谱变量转换方式的分析结果。表明，两种算法中偏最小二乘法优于多元线性回归算法，3种处理方式中一阶导数处理效果最好，其定标集和预测     

芥菜型油菜黄黑种皮多酚差异的紫外-可见光谱研究

以芥菜型自交系黄黑油菜种皮为材料,研究了其多酚提取液的紫外-可见吸收光谱, 测定了芥菜型油菜黄黑种皮样以没食子酸和茶儿茶素标准计的多酚含量,发现黄种皮的多酚含量约为黑种皮的90%,显著区别于甘蓝型油菜的10%,因此多酚含量高可能是芥菜型黄籽油菜性状稳定的根本内因。基于香草醛试验,推测黑种皮中含有3-OH的黄烷醇类多酚,而黄种皮中没有。基于加入位移试剂后特征吸收谱带Ⅰ与Ⅱ的位移方向与大小,推测黄酮醇类多酚A环在黄种皮中可能主要为单酚羟基,而在黑种皮中可能主要为邻二酚羟基结构。这种多酚分子的结构差异可能是形成芥菜型油菜黄黑种皮色泽差异的主要原因。     

粮粒内害虫的近红外光谱检测技术

许多储粮害虫在粮粒内取食为害,造成了巨大经济损失,但是其隐蔽性强,检测困难,费时费力.本文主要介绍了近红外光谱分析技术的原理及其在粮粒内害虫检测中的优点,并综述了粮粒内隐蔽性害虫的近红外光谱检测技术的研究与应用现状,并阐明了其应用前景.     

近红外谷物分析仪在小麦品质分析中的应用性研究

20世纪60年代，Karl Norris使用漫反射技术对农产品水分、蛋白和脂肪进行研究，从而发现了近红外光谱用于常规分析的实用价值。与传统光谱技术不同，近红外定量分析只需要一系列已知待测成分含量的样品，运用现代统计学的算法，建立近红外光谱参数与样品待测成分之间的对应关系。这种对应关系一般称之为校准或校准曲线。用这一校准曲线对未知样品的近红外图谱进行预测，从而得到未知样品待测成分的预测值。近年来，近红外定量分析技术和相关仪器在农业、食品、医药等领域已经得到广泛的应用。在食品检测方面，近红外定量分析技术因其快速准确，已经列入世界谷物科技协会标准（ICC No．159和ICC No．202）和美国谷物化学协会标准（AACC No．39-00），成为世界公认的标准。但在粮食收储企业中的应用尚处于起步阶段。     

层积前后肉苁蓉种子成分的红外光谱分析

采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR),分析研究肉苁蓉种子不同部位及其在层积处理后的光谱特征和成分差异.结果显示,肉苁蓉种子成分组成丰富,同时存在蛋白质、脂类和碳水化合物的特征吸收峰,并且推测含有果胶质和芳香类化合物.肉苁蓉种皮和种仁的成分差异很大,2926、1746、1161、721cm-1处一系列强峰说明种仁中的油脂类成分含量非常高,而种皮中1054cm-1处碳水化合物和果胶质类的特征吸收峰最强.经层积处理后肉苁蓉种皮的萌发抑制物质所在的吸收峰区域变化显著,而种仁中的脂类减少,可溶性的蛋白质和糖类成分增加.     

安徽观赏石榴品种资源及在园林中的应用研究

在对安徽省进行石榴品种资源调查的基础上,共记载17个观赏品种,建立观赏品种分类检索表,同时对观赏石榴在园林中的造景和应用进行了初步分析,并按照造景形式提出独立造景、配置造景和意境造景,并分别建议适合的观赏品种,为进一步合理利用观赏石榴研究提供了依据。