基于近红外光谱的大豆叶片可溶性蛋白含量快速检测

• 作者: 周亚男 宋鹏 张亚坤 潘大宇 王成 罗斌 赵春江 路文超
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 近红外光谱 大豆叶片 可溶性蛋白 连续投影算法 偏最小二乘算法
• 年，卷（期）: 2018,（18）
• 所属期刊栏目: 农业信息与电气技术
• 页码范围: 187-193
• 页数: 7页
• 分类号: TP391
• 字数: 1002字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.18.023

摘要

可溶性蛋白是植物生化及抗性生理研究的重要指标之一.快速、准确、无损测定可溶性蛋白含量对作物生长状况的动态监测及抗性作物品种的筛选具有重要意义.近红外光谱具有快速、简单方便、非破坏性的特点,已在农业、食品、化工等领域广泛应用,尤其是近年来基于光谱技术快速无损的获取作物生理生化信息的研究已成为当前农业领域研究的热点.本文采用近红外光谱技术结合化学计量学方法以实现大豆叶片可溶性蛋白含量的快速无损检测.首先,采用Savitzky-Golay平滑(SG)、一阶导数(1-Der)、二阶导数(2-Der)等7种光谱预处理方法分别建立大豆叶片可溶性蛋白含量的偏最小二乘(PLS)预测模型,经对比发现SG预处理方法为大豆叶片可溶性蛋白含量预测的最优光谱预处理方法.其次,分别采用连续投影算法(SPA)、随机蛙跳(RF)和遗传算法(GA)对SG预处理后的光谱数据进行特征波长提取.最后,基于提取的特征波长分别建立了大豆叶片可溶性蛋白含量的SPA-PLS、RF-PLS和GA-PLS预测模型,发现基于SPA提取的11个特征波长建立的大豆叶片可溶性蛋白含量SPA-PLS模型具有最佳的预测效果,其预测集相关系数(R2p)为0.864,预测均方根误差(RMSEP)为1.894 mg/g,预测偏差为2.061(RPD).上述结果表明,应用近红外光谱技术检测大豆叶片中可溶性蛋白含量是可行的,可为大豆生长状况动态监测及抗性大豆品种的筛选提供新的方法.