基于多光谱成像技术快速无损检测紫花苜蓿人工老化种子

• 作者: 王雪萌 何欣 张涵 宋瑞 毛培胜 贾善刚
• 来源期刊: 草业学报
• 关键词: 老化种子 多光谱成像 多元分析 紫花苜蓿 无损检测
• 年，卷（期）: 2022,（7）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 197-208
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10. 11686/cyxb2021198

摘要

种子老化是影响种子生产和储藏的重要因素，给农业生产带来了严重的经济损失，已成为影响种子活力中最具威胁性的因素之一。老化种子的检测以及种子老化后发芽情况的鉴定对种子生产具有重要意义，但目前常用的检测手段都是一次性、破坏性的。因此，一种快速、无损的种子老化和发芽检测方法不仅是研究的需要，也是种子行业进行种子检测分选所急需的。利用多光谱成像技术，采集紫花苜蓿种子的形态和光谱特征数据，利用LDA（线性判别分析）、SVM（支持向量机）和nCDA（归一化标准判别分析）3种多元分析方法，对不同老化程度苜蓿种子及其发芽情况分别进行分类和预测。结果表明，不同老化程度种子平均光谱反射率在470~660 nm处出现了明显的区别。LDA可以区分老化种子和未老化种子（准确度93.0%~97.7%），也可以区分不同老化程度的种子（准确度75.3%~91.7%），且均高于SVM的分类结果（准确度分别为92.4%~94.9%和68.7%~78.8%）；nCDA对老化种子进行区分的准确度高达88%~98%。同时，LDA可以准确预测发芽种子和不发芽种子，准确度可达98.7%，高于SVM的92.1%；nCDA预测老化种子发芽准确度达到了90%~99%。本研究证明了多光谱成像与分析技术不仅可以区分老化种子，也可以预测种子的发芽。上述结果证实多光谱成像技术结合多元分析为高效无损检测苜蓿种子活力提供了新途径，具有良好的应用前景。