基于光譜技術的油菜養(yǎng)分及油菜籽品質(zhì)分析的研究.pdf

1、精細農(nóng)業(yè)已成為國際上發(fā)達國家面向21世紀,合理利用農(nóng)業(yè)資源,提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì),降低生產(chǎn)成本,改善生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的最富有吸引力的前沿熱點領域。它的實質(zhì)是基于信息和知識來精細管理復雜的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。其中如何快速準確的獲取農(nóng)田信息成為了精細農(nóng)業(yè)研究的一個難點。本論文針對國內(nèi)外在田間信息獲取技術上存在的一些問題和不足,結(jié)合我國的實際情況,進行了油菜的生長信息快速獲取和油菜籽品種和年份鑒別的研究,主要研究內(nèi)容和成果如下:1.根據(jù)預實驗和

2、實驗室前期的探索性試驗,采用正交二次回歸設計方法設計了田間試驗。提出了基于光譜技術的油菜養(yǎng)分快速檢測方法和油菜籽品種、年份的快速鑒別方法,與傳統(tǒng)的檢測方法相比,它具有無損、快速、無污染等特點。2.研究了油菜冠層反射光譜特性,采用不同的化學計量學方法建立了油菜氮、磷、鉀含量的線性和非線性模型。分析結(jié)果表明,由偏最小二乘法(PLS)結(jié)合最小二乘支持向量機(LS-SVM)建立的預測模型效果最佳。氮、磷和鉀的PLS-LS-SVM模型的預測相關系

3、數(shù)分別達到了0.9180、0.8063和0.7043。3.研究了油菜葉片和冠層光譜反射率與油菜葉綠素含量的關系,建立了油菜葉綠素含量的定量分析模型。通過油菜葉片反射光譜和SPAD值的相關性和回歸系數(shù)分析,找出了表征油菜葉綠素含量的特征波段。采用全波段、四個特征波段和四個特征波建立了油菜葉片SPAD值的PLS數(shù)學模型。結(jié)果表明,三個模型的預測相關系數(shù)分別達到了0.9407、0.9299和0.7905。研究了不同建模方法對油菜葉片SPAD值

4、預測情況,結(jié)果顯示,采用PLS-LS-SVM方法建立的油菜葉片SPAD模型預測結(jié)果要好于采用PLS和PLS-BPNN所建模型的效果。同時,研究了油菜冠層光譜反射率建立的油菜葉綠素含量PLS-LS-SVM模型,其對SPAD值的預測相關系數(shù)達到0.8728。4.采用近紅外光譜技術對不同品種和年份的油菜籽進行鑒別分析。研究了不同光譜預處理方法和不同建模方法對油菜籽品種鑒別精度的影響。結(jié)果表明,采用平滑點數(shù)為5的卷積平滑和變量標準化相結(jié)合的預處