可見-近紅外多光譜數據對水稻種子成活率的判定

羅龍強，姚辛勵，何賽靈, 2*

1. 浙江大學光電科學與工程學院光及電磁波研究中心，浙江 杭州 310058 2. 蘇州瑞藍環保科技有限公司，江蘇 常熟 215558

引 言

中國是農業大國，是傳統水稻生產大國，水稻種子的選種育種是重中之重。根據種子的發芽率來選種育種，是最可靠的選育方法。水稻種子的發芽率受到儲藏時間和儲藏條件的影響，儲藏時間長、儲存條件惡劣，水稻種子發芽率低[1]。最直接的方法是采用發芽實驗法抽樣測量種子發芽率，該方法檢測周期為14天，需要人工水稻培育環境，比較耗時費力，且不能針對單個種子進行發芽率判定。其他諸如染色比色法[2]，電導率測量方法[3]等，需要通過物理化學實驗的方法，實現對種子品質的測量。雖然避免了傳統的發芽實驗周期長等缺點，但是需要對種子樣品進行處理加工，且不能完整保存測試種子。

近些年來，研究人員針對種子中特定官能團的特征吸收，利用近紅外光譜檢測種子[4-6]，采用合適的化學計量法諸如主成分分析等方法，識別種子的品種，檢測種子純度； 此外近紅外光譜也能結合監督學習的方法，測量種子生命力。與近紅外光譜相對比，采集可見波段的光譜信息更加容易且準確穩定，即使不能直接對應檢測物中特定物質，但是結合紋理特征后亦可以準確判定種子品種[7]。現在商用的種子色選儀，根據種子可見波段的RGB三種顏色的特征，自動化分離雜交種子的父代與子代，但卻不能對同一類的種子更進一步的分選。……