種子的活力和生活力是大豆種子質(zhì)量的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。在播種前對(duì)大豆種子的活力和生活力進(jìn)行快速、高精度的檢測(cè)可以預(yù)先得知種子的發(fā)芽情況,篩選掉不發(fā)芽的大豆種子,可提高大豆的產(chǎn)量。傳統(tǒng)的種子活力檢測(cè)方法有酶活性測(cè)定、浸泡液電導(dǎo)率測(cè)定等,種子生活力檢測(cè)方法有四唑測(cè)定、紅墨水染色法等,這些方法耗時(shí)長(zhǎng)、易對(duì)種子造成損害。無(wú)損檢測(cè)方法是目前的研究熱點(diǎn),現(xiàn)有的無(wú)損檢測(cè)方法主要有圖像處理技術(shù)、近紅外光譜技術(shù)和紅外熱成像技術(shù),它們存在信息獲取不全面、檢測(cè)精度低、誤差大等問(wèn)題。而高光譜圖像技術(shù)具有空間信息全、檢測(cè)區(qū)域廣、圖譜合一等優(yōu)點(diǎn),能解決其他無(wú)損檢測(cè)技術(shù)信息不全面、隨機(jī)性強(qiáng)、檢測(cè)精度低等問(wèn)題。因此,本文采用高光譜圖像技術(shù)對(duì)大豆種子的活力和生活力進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)研究。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:（1）完成了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集以及檢測(cè)機(jī)理的分析。采用人工加速老化實(shí)驗(yàn)制備了不同活力和生活力梯度的大豆種子樣本,并通過(guò)發(fā)芽實(shí)驗(yàn)測(cè)定了大豆種子的活力和生活力。利用可見光-近紅外高光譜成像系統(tǒng)獲取了大豆種子的高光譜圖像,以整個(gè)樣本區(qū)域作為感興趣區(qū)域（ROI）,并將ROI內(nèi)的平均光譜作為樣本的原始光譜數(shù)據(jù)。分析了不同活力和生活力水平下... 

【文章來(lái)源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

基于高光譜圖像技術(shù)的大豆種子活力與生活力無(wú)損檢測(cè)研究10第2章數(shù)據(jù)采集與檢測(cè)機(jī)理分析2.1大豆種子樣本制備為了確保種子純度、發(fā)芽率、水分等指標(biāo)符合GB4404.2-2010《糧食作物種子》的大豆種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，本實(shí)驗(yàn)從鎮(zhèn)江當(dāng)?shù)卣?guī)的種子公司選購(gòu)了“瑞豆一號(hào)”（連云港市豐源種業(yè)有限公司）作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，共購(gòu)買了3kg。將購(gòu)買的大豆種子分成5組，每組600g，并貼上相應(yīng)的標(biāo)簽。種子在自然條件下的貯藏時(shí)間越長(zhǎng)，種子的活力和生活力下降的越快[41]。研究表明，人工加速老化與自然老化對(duì)種子內(nèi)部物質(zhì)含量及結(jié)構(gòu)的影響差異不大，且發(fā)芽情況相近[42]，故本實(shí)驗(yàn)根據(jù)《國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程》中對(duì)大豆種子人工加速老化測(cè)定的規(guī)定，將這5組大豆種子放入高溫高濕箱（HWS-P250C）中進(jìn)行老化，該儀器的實(shí)物圖如圖2.1所示。將儀器的溫度設(shè)為41℃，相對(duì)濕度設(shè)為99%，5組樣本存放的時(shí)間分別為0h、24h、48h、72h、96h，從而得到5個(gè)不同老化梯度下的大豆種子，以此來(lái)擴(kuò)展種子活力與生活力的數(shù)值，使數(shù)據(jù)更具有代表性。圖2.1高溫高濕箱實(shí)物圖Fig.2.1Physicalpictureofhightemperatureandhighhumiditybox人工加速老化結(jié)束后，將樣本放置在室溫為25℃的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行平鋪干燥24h，

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文11使其恢復(fù)到起初的含水率，從而消除水分對(duì)后期高光譜數(shù)據(jù)的影響。不同老化時(shí)間下的大豆種子樣本圖如圖2.2所示，可見種子色澤及外表差異并不明顯，無(wú)法用肉眼進(jìn)行區(qū)分。（注：（a）~（e）分別代表老化時(shí)間為0h、24h、48h、72h、96h的大豆種子樣本。）圖2.2不同老化梯度下的大豆種子樣本Fig.2.2Soybeanseedsamplesunderdifferentagingtimes分別從5個(gè)老化梯度中選取60粒表面光滑、無(wú)霉變的種子作為大豆種子活力鑒別的實(shí)驗(yàn)樣本，共計(jì)300個(gè)樣本。以50粒一批作為大豆種子生活力實(shí)驗(yàn)的一個(gè)樣本，從每個(gè)梯度中挑選36個(gè)樣本，共計(jì)180個(gè)樣本。在進(jìn)行高光譜圖像采集之前，將每個(gè)樣本按編號(hào)依次進(jìn)行真空包裝，儲(chǔ)存在4℃的冰箱中，以破除種子休眠對(duì)后期發(fā)芽實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響[43]。2.2高光譜圖像采集與數(shù)據(jù)提取2.2.1高光譜圖像的采集本實(shí)驗(yàn)使用的儀器是由五鈴光學(xué)股份有限公司特制的可見光-近紅外高光譜成像系統(tǒng)裝置，該裝置的實(shí)物圖及結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.3、圖2.4所示。該儀器由光譜儀（V10E，SPECIM，F(xiàn)inland）、sCMOS相機(jī)（Zyla4.2，andor，UTKL）、鹵素光源（3900E，ISUZUOPTICS，Taiwan）、電控位移臺(tái)（MSI300，ISUZUOPTICS，Taiwan）、暗箱（DC1300，ISUZUOPTICS，Taiwan）和裝有高光譜圖像采集軟件的計(jì)算機(jī)組成。該光譜儀的光譜采集范圍為400nm-1000nm，光學(xué)分辨率為2.8nm。


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