不同耕作施肥方式的水稻营养元素的激光诱导击穿光谱分析

• 作者: 商俊娟 孙晓全 孙海峰 张中南 张伟 张浩 王博博 胡建东 马刘正
• 来源期刊: 河南农业大学学报
• 学科: 农学
• 关键词: 激光诱导击穿光谱 水稻 营养元素 主成分分析 K-means均值 Fisher判别式
• 年，卷（期）: 2018,（4）
• 所属期刊栏目: 农业工程
• 页码范围: 566-574
• 页数: 9页
• 分类号: S24|O433.4
• 字数: 3390字
• 语种: 中文

摘要

利用激光诱导击穿光谱(LIBS)分析方法,选取N、K为水稻特征元素,对5种耕作施肥方式种植下水稻幼穗分化期的叶、穗、茎进行光谱特征分析.由于水稻作物含有复杂的有机和无机元素,为了快速分析特征元素谱线,选取特征元素发射谱线互不干扰,基体效应低的670.8759、742.3641、744.2298、746.8312、824.2389、856.7735、862.9235、868.0282 nm的氮原子谱线及766.4911、769.8974 nm的钾原子谱线作为主要分析对象.以N、K两种特征谱线为主,对数据进行均值归一化(Mean Normalization)及距离标准化(Range Normaliza-tion)处理,减少实验过程中外界及内在因素干扰,同时采用主成分分析(PCA)方法对数据进行成分得分及离散程度分析,水稻叶、穗和茎的特征元素谱线前三个主成分的得分解释度分别达到96.57％、95.57％和98.14％,表明不同变量在前3个主成分的解释程度存在差异.采用PCA对实验数据降维处理,用K均值(K-means)聚类与Fisher判别式对施肥方式进行三分类和耕作施肥方式进行五分类分析,当置信区间为81.96％,三分类能较好区分.