近红外光谱快速判定玉米种子品质与种类方法研究
发布时间：2021-11-26 18:16
玉米在我国农作物中占有重要地位,发展玉米种子品性评价（如玉米种子纯度、活力）及优良品种培育技术（如单倍体育种技术）是保证玉米产业持续增长和发展的关键。目前,传统种子纯度与活力评价方法存在费时、费力,部分具有破坏性,准确性差等问题,而单倍体玉米种子依靠人工分选效率低、错误率高,不能满足玉米种子产业快速发展的需求。近红外光谱技术因其快速、无损等特点具有解决上述问题的潜力,但种子外形变化大、成分分布不均及高速采谱曝光时间短等因素是限制其发展的技术瓶颈。本论文利用近红外光谱分别对玉米杂交种纯度、单倍体玉米种子及玉米种子活力进行研究。从玉米育种企业收集990粒和432粒种子分别用于玉米杂交种纯度和单倍体研究,并分别使用台式FT-NIR光谱仪和自行设计制造的动态光谱采集装置采集种子的静态（手动）和动态光谱（自动）;另收集1300粒干种子和170粒吸胀种子,使用FT-NIR光谱仪分别逐粒采集静态光谱,用于研究玉米种子活力。研究结果:①对手动和多次平均采集的静态光谱,采用常规光谱预处理方法（包括MSC、SNV及Savitzky-Golay导数）和SIMCA建模方法,建立的籽粒杂交种纯度及单倍体玉米籽粒...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?ＦＴ－ＮＩＲ光谱仪原理图及样品支架??－－－
－／?１Ｓ１??？检测器??图２－１?ＦＴ－ＮＩＲ光谱仪原理图及样品支架??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ＦＴ－ＮＩＲ?ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ?ａｎｄ?ｓｉｎｇｌｅ－ｓｅｅｄ?ｓａｍｐｌｅ?ｈｏｌｄｅｒ??（２）动态光谱??本实验室设计并建造了一套种子光谱快速获得系统，该系统主要由传送带、??光纤探头、光纤、卤钨灯光源、光谱仪以及电脑等组成，结构原理如图２－２所示。??所谓动态光谱即样品在运动过程中采集的光谱，种子通过喂料器放置于传送带远??离光源的一端，种子落入传送带后随着传送带以０．４?ｍ／ｓ的速度运动至光源下方，??部分反射光被光纤探头采集并经过光纤传输到光谱仪，经过转换得到单粒玉米种??子的动态光谱。每张动态光谱的波长范围是９００－２１００?ｎｍ，积分时间为１０?ｍｓ，??每张光谱的扫描次数约为２－３次。以白色陶瓷片为参比，每半个小时采集一次参??比光谱。全部６００粒种子均采用同样的光谱采集方式。??＾纤探头、斤繼?▼喂科器??传送带??图２－２动态光谱采集装置结构原理图??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｄｙｎａｍｉｃ?ｓｐｅｃｔｒａ?ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??２．１．３数据处理??本实验所得到的数据均采用?ＭＡＴＬＡＢ?（Ｖｅｒｓｉｏｎ?８．３
－／?１Ｓ１??？检测器??图２－１?ＦＴ－ＮＩＲ光谱仪原理图及样品支架??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ＦＴ－ＮＩＲ?ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ?ａｎｄ?ｓｉｎｇｌｅ－ｓｅｅｄ?ｓａｍｐｌｅ?ｈｏｌｄｅｒ??（２）动态光谱??本实验室设计并建造了一套种子光谱快速获得系统，该系统主要由传送带、??光纤探头、光纤、卤钨灯光源、光谱仪以及电脑等组成，结构原理如图２－２所示。??所谓动态光谱即样品在运动过程中采集的光谱，种子通过喂料器放置于传送带远??离光源的一端，种子落入传送带后随着传送带以０．４?ｍ／ｓ的速度运动至光源下方，??部分反射光被光纤探头采集并经过光纤传输到光谱仪，经过转换得到单粒玉米种??子的动态光谱。每张动态光谱的波长范围是９００－２１００?ｎｍ，积分时间为１０?ｍｓ，??每张光谱的扫描次数约为２－３次。以白色陶瓷片为参比，每半个小时采集一次参??比光谱。全部６００粒种子均采用同样的光谱采集方式。??＾纤探头、斤繼?▼喂科器??传送带??图２－２动态光谱采集装置结构原理图??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｄｙｎａｍｉｃ?ｓｐｅｃｔｒａ?ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??２．１．３数据处理??本实验所得到的数据均采用?ＭＡＴＬＡＢ?（Ｖｅｒｓｉｏｎ?８．３
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于KPCA和近红外光谱的鉴别玉米单倍体方法研究[J]. 刘文杰,李卫军,李浩光,覃鸿,宁欣. 光谱学与光谱分析. 2017(07)
[2]紫花苜蓿种子活力测定方法的比较[J]. 潘佳,李荣,郭耘欣,胡小文. 草业科学. 2017(05)
[3]四唑染色法测定茄子种子生活力[J]. 余振宙,陶鸿,占梦丹,孟淑春. 江苏农业科学. 2016(05)
[4]我国玉米育种发展现状与方向浅议[J]. 高瑞红. 南方农业. 2016(15)
[5]基于近红外漫反射与漫透射光谱的玉米单倍体鉴别比较研究（英文）[J]. 覃鸿,马竞一,陈绍江,严衍禄,李卫军,王平,刘金. 光谱学与光谱分析. 2016(01)
[6]水稻种子活力的快速测定方法[J]. 张薇,耿雷跃,杨雅华,张启星. 现代农业科技. 2015(08)
[7]近红外光谱的发展背景及在石油行业中的应用[J]. 何楚文,王立. 广州化工. 2015(07)
[8]玉米种子纯度鉴定技术概述[J]. 吴秋华,张春娇,张宝顺. 种子世界. 2014(12)
[9]人工老化对玉米种子活力指标、内含物质含量及生理指标的影响[J]. 李春雷,马世骏,彭滨,马静文,朱末,祁新. 吉林农业大学学报. 2014(05)
[10]鉴别玉米杂交种纯度的近红外光谱分析技术研究[J]. 黄华军,严衍禄,申兵辉,刘哲,顾建成,李绍明,朱德海,张晓东,马钦,李林,安冬. 光谱学与光谱分析. 2014(05)
硕士论文
[1]基于近红外光谱图像的玉米种子纯度鉴定方法研究[D]. 贾仕强.中国农业大学 2015
[2]基于机器视觉的玉米种子品种识别与检测研究[D]. 王玉亮.山东农业大学 2008
本文编号：3520678
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?ＦＴ－ＮＩＲ光谱仪原理图及样品支架??－－－
－／?１Ｓ１??？检测器??图２－１?ＦＴ－ＮＩＲ光谱仪原理图及样品支架??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ＦＴ－ＮＩＲ?ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ?ａｎｄ?ｓｉｎｇｌｅ－ｓｅｅｄ?ｓａｍｐｌｅ?ｈｏｌｄｅｒ??（２）动态光谱??本实验室设计并建造了一套种子光谱快速获得系统，该系统主要由传送带、??光纤探头、光纤、卤钨灯光源、光谱仪以及电脑等组成，结构原理如图２－２所示。??所谓动态光谱即样品在运动过程中采集的光谱，种子通过喂料器放置于传送带远??离光源的一端，种子落入传送带后随着传送带以０．４?ｍ／ｓ的速度运动至光源下方，??部分反射光被光纤探头采集并经过光纤传输到光谱仪，经过转换得到单粒玉米种??子的动态光谱。每张动态光谱的波长范围是９００－２１００?ｎｍ，积分时间为１０?ｍｓ，??每张光谱的扫描次数约为２－３次。以白色陶瓷片为参比，每半个小时采集一次参??比光谱。全部６００粒种子均采用同样的光谱采集方式。??＾纤探头、斤繼?▼喂科器??传送带??图２－２动态光谱采集装置结构原理图??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｄｙｎａｍｉｃ?ｓｐｅｃｔｒａ?ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??２．１．３数据处理??本实验所得到的数据均采用?ＭＡＴＬＡＢ?（Ｖｅｒｓｉｏｎ?８．３
－／?１Ｓ１??？检测器??图２－１?ＦＴ－ＮＩＲ光谱仪原理图及样品支架??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ＦＴ－ＮＩＲ?ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ?ａｎｄ?ｓｉｎｇｌｅ－ｓｅｅｄ?ｓａｍｐｌｅ?ｈｏｌｄｅｒ??（２）动态光谱??本实验室设计并建造了一套种子光谱快速获得系统，该系统主要由传送带、??光纤探头、光纤、卤钨灯光源、光谱仪以及电脑等组成，结构原理如图２－２所示。??所谓动态光谱即样品在运动过程中采集的光谱，种子通过喂料器放置于传送带远??离光源的一端，种子落入传送带后随着传送带以０．４?ｍ／ｓ的速度运动至光源下方，??部分反射光被光纤探头采集并经过光纤传输到光谱仪，经过转换得到单粒玉米种??子的动态光谱。每张动态光谱的波长范围是９００－２１００?ｎｍ，积分时间为１０?ｍｓ，??每张光谱的扫描次数约为２－３次。以白色陶瓷片为参比，每半个小时采集一次参??比光谱。全部６００粒种子均采用同样的光谱采集方式。??＾纤探头、斤繼?▼喂科器??传送带??图２－２动态光谱采集装置结构原理图??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｄｙｎａｍｉｃ?ｓｐｅｃｔｒａ?ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??２．１．３数据处理??本实验所得到的数据均采用?ＭＡＴＬＡＢ?（Ｖｅｒｓｉｏｎ?８．３
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于KPCA和近红外光谱的鉴别玉米单倍体方法研究[J]. 刘文杰,李卫军,李浩光,覃鸿,宁欣. 光谱学与光谱分析. 2017(07)
[2]紫花苜蓿种子活力测定方法的比较[J]. 潘佳,李荣,郭耘欣,胡小文. 草业科学. 2017(05)
[3]四唑染色法测定茄子种子生活力[J]. 余振宙,陶鸿,占梦丹,孟淑春. 江苏农业科学. 2016(05)
[4]我国玉米育种发展现状与方向浅议[J]. 高瑞红. 南方农业. 2016(15)
[5]基于近红外漫反射与漫透射光谱的玉米单倍体鉴别比较研究（英文）[J]. 覃鸿,马竞一,陈绍江,严衍禄,李卫军,王平,刘金. 光谱学与光谱分析. 2016(01)
[6]水稻种子活力的快速测定方法[J]. 张薇,耿雷跃,杨雅华,张启星. 现代农业科技. 2015(08)
[7]近红外光谱的发展背景及在石油行业中的应用[J]. 何楚文,王立. 广州化工. 2015(07)
[8]玉米种子纯度鉴定技术概述[J]. 吴秋华,张春娇,张宝顺. 种子世界. 2014(12)
[9]人工老化对玉米种子活力指标、内含物质含量及生理指标的影响[J]. 李春雷,马世骏,彭滨,马静文,朱末,祁新. 吉林农业大学学报. 2014(05)
[10]鉴别玉米杂交种纯度的近红外光谱分析技术研究[J]. 黄华军,严衍禄,申兵辉,刘哲,顾建成,李绍明,朱德海,张晓东,马钦,李林,安冬. 光谱学与光谱分析. 2014(05)
硕士论文
[1]基于近红外光谱图像的玉米种子纯度鉴定方法研究[D]. 贾仕强.中国农业大学 2015
[2]基于机器视觉的玉米种子品种识别与检测研究[D]. 王玉亮.山东农业大学 2008
本文编号：3520678
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3520678.html
教材专著
