高(gao)光(guang)譜成(cheng)像檢(jian)測(ce)小(xiao)麥(mai)、玉米種子(zi)活(huo)力(li)

    種子(zi)是農(nong)業(ye)的(de)基礎。種(zhong)子的(de)活力(li)是(shi)種(zhong)子(zi)質量(liang)的(de)關鍵(jian)因(yin)素(su)，與(yu)生物(wu)和非生(sheng)物(wu)脅迫(po)，萌發的(de)抗性(xing)密切相(xiang)關(guan)。準確的(de)種子(zi)活(huo)力(li)檢(jian)測(ce)方(fang)法對(dui)種子(zi)公司(si)和農(nong)民來說(shuo)非常(chang)重要。根據種子測(ce)試協(xie)會(hui)（ISTA）規則確(que)定(ding)種子(zi)活(huo)力(li)的(de)傳統方(fang)法包括染色，電導率測(ce)試，免(mian)疫測(ce)定(ding)和發(fa)芽(ya)試(shi)驗(yan)。然(ran)而，它(ta)們(men)是(shi)勞動密集(ji)型，耗(hao)時且具有破(po)壞性(xing)，這(zhe)些(xie)方(fang)法還(hai)受到(dao)人(ren)為因(yin)素(su)的(de)影(ying)響(xiang)。因(yin)此(ci)，必須(xu)開發(fa)非破(po)壞性(xing)，高(gao)度敏感的(de)方(fang)法，以(yi)確保現(xian)代農(nong)業(ye)工業(ye)的(de)作(zuo)物(wu)種子的(de)測(ce)量(liang)速(su)度、生存力(li)和(he)發(fa)芽(ya)率。高(gao)光(guang)譜成(cheng)像技術(shu)，就是(shi)以非破(po)壞性(xing)的(de)方(fang)式(shi)對(dui)有活(huo)力(li)和(he)無(wu)活(huo)力(li)的(de)作(zuo)物(wu)種子進行檢(jian)測(ce)和分(fen)類。

1 小(xiao)麥(mai)種子活力(li)檢(jian)測(ce)

    利(li)用(yong)Specim高(gao)光(guang)譜圖(tu)像采集(ji)，以(yi)及(ji)波(bo)長分(fen)析的(de)方(fang)法，用(yong)於有活力(li)和(he)無(wu)活(huo)力(li)小(xiao)麥(mai)種子的(de)檢(jian)測(ce)。高(gao)光(guang)譜成(cheng)像光譜有(you)很大的(de)潛(qian)力(li)來(lai)有(you)效(xiao)地區分(fen)小(xiao)麥(mai)種子在(zai)VIS / NIR範圍（400-1000 nm）的(de)生存能(neng)力(li)（Tingting Zhang et al. A Reliable Methodology for Determining Seed Viability by Using Hyperspectral Data from Two Sides of Wheat Seeds, Sensors, 2018, 18: 813.）。

選(xuan)擇(ze)小(xiao)麥(mai)種子敏感(gan)波(bo)長之前(qian)，光(guang)譜數(shu)據進行預處(chu)理(li)

小(xiao)麥(mai)種子兩側的(de)高(gao)光(guang)譜信息，在(zai)發(fa)芽和未發(fa)芽(ya)種(zhong)子之間(jian)平(ping)均光譜觀(guan)察到(dao)明(ming)顯差(cha)異(yi)

2 玉(yu)米種子(zi)活(huo)力(li)檢(jian)測(ce)

    實驗(yan)對(dui)兩個(ge)不(bu)同(tong)類別(bie)的(de)玉米種子(zi)進行8種不(bu)同老化處(chu)理，利(li)用(yong)Specim高(gao)光(guang)譜成(cheng)像檢(jian)測(ce)玉米不同(tong)的(de)老化時間(jian)籽(zi)粒(li)活力(li)（Lei Feng et al. Identification of Maize Kernel Vigor under Different Accelerated Aging Times Using Hyperspectral Imaging. Molecules, 2018, 23: 3078.）。

兩(liang)種(zhong)玉(yu)米籽(zi)粒(li)在(zai)8種(zhong)不同老化條(tiao)件下的(de)平(ping)均光譜反(fan)射曲線(xian)（a）玉米1；（b）玉米2

    玉米籽(zi)粒(li)光譜反(fan)射曲線(xian)的(de)變化趨勢相似(si)，屬(shu)於同壹品(pin)種，但(dan)經(jing)歷了不同(tong)的(de)老化過程(cheng)。兩(liang)種(zhong)玉米品(pin)種的(de)反射(she)曲線(xian)變化趨勢明(ming)顯相似(si)。

二(er)階(jie)導數(shu)預處(chu)理(li)的(de)平(ping)均光譜：（a）玉(yu)米1；（b）玉米2，可以(yi)觀(guan)察到(dao)在(zai)某(mou)些(xie)波(bo)長下(xia)不(bu)同(tong)老化時間(jian)下(xia)玉(yu)米籽(zi)粒(li)的(de)光譜差(cha)異(yi)

兩(liang)個玉米品(pin)種的(de)不(bu)同老化時間(jian)下(xia)的(de)高(gao)光(guang)譜圖(tu)像進行PCA分(fen)析

    盡管8個處(chu)理之間(jian)存在(zai)壹(yi)些(xie)重疊，但是不同(tong)老化處(chu)理後(hou)的(de)玉米籽(zi)粒(li)根據其自(zi)身(shen)光譜的(de)不同(tong)特(te)征(zheng)組合(he)在(zai)壹(yi)起。沒有(you)老化處(chu)理的(de)玉米籽(zi)粒(li)在(zai)圖(tu)b-e中(zhong)部分(fen)分(fen)離(li)，這(zhe)揭示了它們(men)之間(jian)的(de)差(cha)異(yi)。沒有(you)老化處(chu)理的(de)玉米粒(li)和不(bu)同(tong)老化處(chu)理下的(de)玉米粒(li)在(zai)高(gao)光(guang)譜成(cheng)像中(zhong)存在(zai)更(geng)多(duo)差(cha)異(yi)。

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