基于可見-近紅外光譜的茄子葉綠素熒光參數Fv/Fm預測方法

李 斌， 高 攀， 馮 盼， 陳丹艷， 張海輝， 胡 瑾*

1. 西北農林科技大學機械與電子工程學院， 陜西 楊凌 712100 2. 農業農村部農業物聯網重點實驗室, 陜西 楊凌 712100 3. 陜西省農業信息感知與智能服務重點實驗室， 陜西 楊凌 712100

引 言

葉綠素熒光技術作為植物光合作用的探針， 能間接反映植物光合系統對光能的吸收、 傳遞、 耗散和分配。 葉綠素熒光參數(Fv/Fm)為光學系統Ⅱ(PSⅡ)反應中心最大光合效率， 是使用頻率最高的參數之一， 被廣泛應用于植物逆境脅迫研究中。 Zhou等[1]采用Fv/Fm進行番茄耐熱性的早期檢測； Hazrati等[2]研究表明水分脅迫和光照脅迫會造成蘆薈的Fv/Fm降低； 秦紅艷等[3]對葡萄幼苗進行不同濃度鹽處理， 發現其葉片Fv/Fm隨鹽脅迫程度加劇而降低。 實現Fv/Fm的快速檢測對于表征植物生理狀態具有重要意義。 然而傳統的Fv/Fm檢測方式需對待測葉片進行暗適應， 無法實現實時測量， 另外由于葉綠素熒光儀價格昂貴，Fv/Fm檢測成本高， 不能滿足實際應用中大范圍檢測需求。

光譜檢測技術具有快速、 無損、 成本相對較低的優勢， 近年來在植物生理狀態監測方面發展迅速。 國內外學者對植物葉綠素熒光參數與反射光譜的關系進行了深入研究， 朱艷等[4]對不同施氮水平下， 不同品種和生育時期的不同葉位小麥葉片的葉綠素熒光參數和高光譜反射率進行分析， 發現小麥頂部兩葉片的熒光參數同其差值植被指數DVI(550和750 nm)相關性最高，Fv/Fm與該指數相關性達0.68； Ibarakip等[5]搭建了一套光學植被指數(PRI)成像系統， 采集馬鈴薯葉片的反射光強并計算出PRI指數(530和570 nm)， 發現葉片暗適應后， 在弱光條件下該指數同Fv/Fm存在線性關系。……