第32卷，第5期 2012年5月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
基于可见-近红外光谱技术的炭疽病侵染后
油茶叶片叶绿素含量预测研究伍南，刘君昂，，周国英，闫瑞坤，张磊中南林业科技大学林业生物技术潮南省重点实验室，朗南长沙
410004
Vol.32,No.5,pp1221-1224
May,2012
摘要分析炭病侵染后油茶冠层的可见-近红外光讲特征，探索建立病害胁迫下油茶冠层叶片叶绿素含量的预测模型。通过实地调查病情指数，获取不同病害程度的油茶冠层叶片光谱数据及其叶绿素含量，并对光谱数据进行了一阶微分与滑动平均滤波相结合的预处理，再通过光谱数据重采样，提取敏感波段建立了叶绿素含的BP神经网络预测模型。结果表明：（1)随着病情的加重，油茶冠层光谱可见光区域的反射峰和吸收谷逐渐消失；红光到近红外陡峭的红边被逐渐拉平；在近红外区域，健康油茶的光谱反射率明显大于感病油茶的光谱反射率，（2)微分光谱484~512，533~565，586~606和672~724nm四个波段是叶绿索吸收和反射的敏感波段，（3)以敏感波段为输人变量建立的BP神经网络模型，其计算出的预测值与观测值之间的相关系数r和均方根误差分别为0.9921和0.0458。因此，利用可见-近红外光谱技术预测炭疽病侵案后油茶叶片叶绿索含量是可行的。
关键词油茶炭疽病；可见-近红外光谱；BP神经网络；叶绿索；预测
中图分类号：0657.3；TP79
引言
文献标识码：A
叶绿家是吸收光能的物质，直接影响植被对光能的利用和吸收("。因此，通过测定叶绿素含量可以有效估算植物营养及生理状态(")，油茶炭殖病（Colletotrichamgloeospori-oides Penz)是中国油茶产区普追发生的一种重要病害，易引起落果、落蓄、枝梢枯死，甚至整株衰亡，严重影响油茶产量(")。因此，发展种快速、准确和无损检测油茶叶片叶绿素含量的方法，对及时了解油茶林的健康状况及综合防治具有重要意义，
可见-近红外光谱技术是一种无损的快速检测技术，由于其具有速度快、效事高、成本低、测试重现性好、测量方便及能有效反映被测物体信息等特点，近年来已被逐渐应用到植物生化成分的监测等领坡(4-5]，李庆波等研究表明利用可见-近红外光讲检测植物叶片叶绿象含量是可行的。姚付启等[*]分析了植被叶续素与680~760nm波段范围的相关性，建立了基于红边参数的叶绿索估算模型，姚建松等(对油菜叶片的可见-近红外光谱与叶绿素含量的关系进行了研
收稿日期：2011-10-17，修订日期：2012-01-20
DOI; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2012)05-1221-04
究，发现叶绿索含量与680~730nm波段范围存在显著相关性。汤旭光等*)利用RBF神经网络方法和基于高斯核函数的PLS模型建立了基于可见-近红外光谱的大豆叶绿索含量估算模型，取得了较好的效果。但目前对于炭疽病俊染后油茶叶片叶绿素含量的预测研究未见报道。
本研究通过实地调查病情指数，使用便携式光谱仪采集炭殖病侵染后不同阶段的油茶冠层叶片的可见-近红外光谱，并测定其叶绿紧含量，建立了基于可见-近红外光谱的炭殖病侵染后油茶冠层叶片叶绿素含量的BP神经网络预测模型。该研究结果为油茶林的健康监测提供了一种新的方法。
实验部分
仪器 1.1
油茶冠层叶片叶绿素含量测定使用上海光讲仪器有限公司制造的SP-752型紫外可见分光光度计，波长范围为200~ 1000nm，波长准确度为士2nm，波长重复性为1nm。光谱测试使用美国ASD(Anslytical Spectral Device)公司生产的 FieldSpecHandHeldM地物光谱仪，波长范围为325～1075
基金项目：国家自然科学基金项目(31170598)和国家林业局重点项目(2011-05)资助
五南，1983年生，中南林业科技大学林业生物技术潮南省重点实验室硕士研究生
作害简介：伍
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