第34卷，第9期 2014年9月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.34,No.9 -pp2382-2386
September,2014
采用可见/近红外光谱检测大麦叶片过氧化氢酶与
过氧化物酶含量的研究
赵芸，张初，刘飞”，孔汶汶”，何勇2*
1.浙江科技学院信息与电子工程学院，浙江杭州310023
2.浙江大学生物系统工程与食品科学学院，浙江杭州310058
摘要采用可见/近红外光谱对丙酯草醛胁迫下大麦叶片过氧化氢酶（catalase，CAT)与过氧化物酶（per-oxidase，P0D）含量预测进行研究。对500～900nm光谱采用移动平均法（movingaverage，MA)11点平滑方法进行预处理。采用蒙特卡罗-偏最小二乘法（montecarlo-partialleastsquares，MCPLS)方法分别对于CAT 与POD的含量预测剔除7个与8个异常样本。基于全部光谱建立了CAT与POD含量预测的PLS，最小二乘支持向量机（least-squares supportvector machine，LS-SVM）与极限学习机（extreme learningmachine ELM)模型，ELM模型对CAT含量预测效果最好，建模集相关系数（correlationcoefficientof calibration，R）为0.916，预测集相关系数R为0.786；PLS模型对POD含量预测效果最佳，R为0.984，R为0.876。采用连续投影算法（successiveprojectionsalgorithm，SPA)算法分别为CAT与POD预测选择了8个与19个特征波长，基于特征波长建立的PLS，LS-SVM与ELM模型中，ELM模型对CAT与POD含量预测效果均最佳，CAT含量预测的相关系数为R=0.928，R.=0.790；POD含量预测的相关系数R.=0.965，R= 0.941。基于全谱与基于特征波长的回归分析模型预测效果相当，且对POD含量的预测效果优于对CAT含量的预测效果，而这需要进一步研究以得到精度和稳定性更高的预测模型。研究结果表明，采用可见/近红
外光谱结合化学计量学方法可以实现对除草剂胁迫下大麦叶片CAT与POD含量的预测，关键词可见/近红外光谱；大麦；丙酯草醚；过氧化氢酶；过氧化物酶
中图分类号：0433.4；S482.4文献标识码：A
引言
大麦是世界主要的谷类作物之一，在世界上大部分地方都有种植。大麦的品质和产量受其生长状况的影响，而影响大麦生长状况的因素较多，如种子质量、田间管理、生长胁迫等。农药胁迫是大麦面临的主要胁迫之一。农药的使用不仅大大减轻病虫草害对作物的影响，同时农药本身对作物也有一定的不利影响“。除草剂是为了除去田间杂草以减轻杂草对作物的影响的农药。除草剂除去杂草的同时也导致作物生理指标发生变化，对作物生长也有一定的影响[2]
内酯草麟(2J0273)是一种高效低毒的新型除草剂，其对作物生长的影响已有一定的研究，↑。CAT与POD都是与收稿日期：2014-04-14，修订日期：2014-06-28
DOI: 10, 3964/j. issn. 1000-0593(2014 X09-2382-05
作物的生理活动相关的抗氧化融指标，过氧化氢（CAT）作为抗氧化剂，为作物组织提供了抗氧化防御能力，过氧化物酶能催化作物体内多种反应。有研究表明，内脂草醛胁迫下作物的生理指标会发生变化3，↑，
传统的作物生理指标检测方法如分光光度计法等需要对样本进行大量处理，耗时费力，且无法实现实时、快速的样本的检测。可见/近红外光谱技术作为快速、无损的检测技术已广泛用于农作物生长检测研究中-汀，对大麦病害、生长也有一定的研究"，"。研究的主要目的是采用可见/近红外光谱技术结合化学计量学方法对内酯草醛胁迫下的大麦叶片的CAT与POD含量检测，为实现大麦生长过程中除草剂胁迫分析提供参考。
基金项目：国家(863计划）课题项目（2013AA102405），国家自然科学基金项目（31201137）和中央高校基本科研业务费专项资金项目
(2014FZA6005)资助
作者简介：赵芸，女，1981年生，渐江科技学院讲师
*通讯联系人e-mail：yhe@zju.edu.en
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