利用光谱反射率预测烤烟叶片烟碱含量.PDF

第24 卷 第8 期 农 业 工 程 学 报 Vol.24 No.8 2008 年 8 月 Transactions of the CSAE Aug. 2008 169 利用光谱反射率预测烤烟叶片烟碱含量 李向阳，于建军，刘国顺※ （河南农业大学国家烟草栽培生理生化研究基地，郑州 450002） 摘 要：以ASD Field spec FR 2500光谱仪测定了不同生育期不同氮钾处理的烤烟叶片光谱反射率，通过光谱反射率、一 阶导数光谱和光谱特征变量与烟碱含量的相关分析和逐步回归模型筛选出特征波长，并对回归模型的预测效果进行检验。 结果表明，一阶导数光谱回归方程预测效果最好、光谱反射率回归方程次之、特征变量回归方程最差。筛选出光谱反射 率特征波长为1792 nm 、一阶导数光谱特征波长为810 nm 。光谱反射率和一阶导数光谱在427～712、741～810、1382～ 1879、1905～1969、2067～2338 nm范围内与烟碱含量相关性强。本研究为采用高光谱技术预测烟叶烟碱含量提供了理 论参考。 关键词：高光谱；反射率；烤烟；叶片；烟碱含量 中图分类号：S572；O433.1 文献标识码：A 文章编号：1002-6819(2008)-8-0169-05 李向阳，于建军，刘国顺. 利用光谱反射率预测烤烟叶片烟碱含量[J]. 农业工程学报，2008，24(8)：169－173. Li Xiangyang, Yu Jianjun, Liu Guoshun. Predicting leaf nicotine content of flue-cured tobacco using hyperspectral reflectance [J]. Transactions of the CSAE, 2008,24(8)：169－173.(in Chinese with English abstract) 中涉及到烟草的较少，Thomas等研究了7种植物 （甜瓜、 0 引 言 玉米、黄瓜、莴苣、高粱、棉花、烟草）在不同氮素营 烟碱是烟草特有的化学成分，烟碱含量主要影响到 养水平下的叶片光谱特性，发现所有植物在缺氮时其可 烟叶的生理强度、吃味和刺激性，对烟叶香气也有间接 [13] 见光波段的反射率增加，但不同植物增加程度不一 。 [1,2] 影响 。烟叶烟碱含量低，吸食时平淡无味；反之，烟 李佛琳等进行了高光谱参量与生化组分之间线性函数、 [3,4] 气劲头过大则不利于工业应用 ；烤烟叶片烟碱含量达 幂函数、指数函数共三种形式相关分析和基于决定系数 到1.5%～3.5% 的适中水平才是优质的。随着高光谱遥感 的筛选，其中烟碱含量在1135 nm反射率倒数对数二阶微 技术发展，通过监测烤烟生育期内的光谱变化，研究烤 2 [14] 分的线性拟合为最优 （R =0.20 ） 。李向阳等研究了室 烟的反射光谱与烟碱的关系，可以提供快速检测烟叶烟 内光谱红边参数估测烤烟叶片成熟度,研究表明利用红边 碱含量的方法，为烤烟烟碱的遥感监测提供