基于近红外光谱技术的杉木总酚含量模型构建与应用

• 作者: 程琳 黄开勇 蓝肖 陈代喜 李魁鹏 莫宗恒 王斌 赖苑修
• 来源期刊: 南方农业学报
• 学科: 农学
• 关键词: 杉木 近红外光谱分析技术 总酚含量 快速检测
• 年，卷（期）: 2023,（7）
• 所属期刊栏目: 园艺·园林·林业
• 页码范围: 1981-1988
• 页数: 7页
• 分类号: S791.27
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-1191.2022.07.021

摘要

【目的】木样总酚含量化学测定耗时长、过程复杂，建立杉木木样总酚含量的快速无损检测模型，对实现木材无损检测及木材腐朽预测具有重要意义。【方法】试验以114个杉木（Cunninghamia lanceolata）木样为研究对象，用福林酚法测定样品总酚含量，利用MPA傅立叶变换光谱仪对杉木木材进行漫反射光谱数据采集。将木样分为校正集和验证集，通过不同光谱预处理方法和建模方法建立总酚的定量模型，选择出最优模型并用验证集对其进行验证。【结果】测定的114个杉木木样中总酚含量变异幅度大，可用于构建近红外模型。对114个杉木木样进行近红外光谱扫描，得出建模光谱范围为9403.9~7498.4 cm-1、6102.1~5446.4 cm-1及4605.5~4242.9 cm-1。对杉木木样的近红外光谱进行预处理，得出最优组合：标准正态变量转换法（SNV）和一阶导数，采用偏最小二乘回归法（PLS）建立模型最优。校正集和交叉验证集的决定系数分别是0.8679和0.7549；校正均方根误差（RMSEE）和交叉验证均方根误差（RMSECV）分别为0.448和0.586，数值均较小且接近，说明模型具有很好稳定性；预测均方根误差（RMSEP）和相对标准偏差（RPD）分别为0.521和2.16，说明模型可进行定量分析。【结论】采用近红外光谱技术检测杉木总酚含量可行，能为木材化学成分快速测定提供一种有效、无损方法。受拟合规则影响，构建的模型虽然不能用于精确定量测定，仍可应用于日常科研和生产检测，在木材材质预测及良种选育等方面具有广阔应用前景。