種子質(zhì)量是植物育種和生產(chǎn)中的一個基礎(chǔ)性和關(guān)鍵性因素,可以通過種子的發(fā)芽率或理化特性來衡量,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域已變得越來越重要。一方面,優(yōu)質(zhì)種子是植物生長的良好開端,預(yù)示著豐收;另一方面,種子質(zhì)量通常與食品質(zhì)量密切相關(guān),如質(zhì)地、風(fēng)味和營養(yǎng)成分。為了滿足消費者的需求,種子在收獲后應(yīng)謹(jǐn)慎加工和儲存。在采收、加工和儲存過程中,需要一種快速、準(zhǔn)確、無損的檢測種子質(zhì)量的方法。高光譜成像作為一種非破壞性、快速的種子質(zhì)量和安全性評價方法,近年來備受關(guān)注。
高光譜成像技術(shù)結(jié)合了光譜技術(shù)和成像技術(shù)的優(yōu)點,可以同時獲取光譜和空間信息。也就是說,它可以同時獲得不均勻樣品的化學(xué)信息和化學(xué)成分的空間分布。高光譜技術(shù)在農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。高光譜成像技術(shù)在種子行業(yè)的潛在或?qū)嶋H應(yīng)用包括種子活性、活力、缺陷、疾病、凈度檢測,種子成分測定。
本文總結(jié)和分析了高光譜技術(shù)在種子質(zhì)量和安全檢驗方面的發(fā)展,介紹了該技術(shù)在種子分類分級、活性和活力檢測、損傷(缺陷和真菌)檢測、凈度檢測和種子成分測定等方面的能力,綜述了該技術(shù)在種子質(zhì)量檢測和安全檢測中的應(yīng)用,包括分析的光譜范圍、樣品種類、樣品狀態(tài)、樣品數(shù)量、特征(光譜特征、圖像特征、特征提取方法)、信號模式等。
表1高光譜成像應(yīng)用于種子分類和分級的參考文獻摘要
Fungus (Aspergillus glaucus and Penicilliumspp.) damage detection
Fungus (Penicillium commune Thom, C. and A. flavus link, J.) damage detection
Fungus (Penicilliumspp., Aspergillus glaucus group, and Aspergillus niger) damage detection
高光譜成像是一個復(fù)雜的、多學(xué)科的領(lǐng)域,其目的是在不進行單調(diào)的樣品制備情況下,同時對多種化學(xué)成分和物理屬性的含量和空間分布進行有效和可靠的測量,因此為種子自動分級和缺陷檢測系統(tǒng)的設(shè)計提供了可能。本文概述的各種應(yīng)用表明,在種子分級、活力和活力檢測、缺陷和疾病檢測、清潔度檢測和種子成分測定方面,高光譜成像具有很大的應(yīng)用潛力??梢灶A(yù)見,采用該技術(shù)的實時種子監(jiān)測系統(tǒng)將在不久的將來滿足現(xiàn)代種子工業(yè)控制和分選系統(tǒng)的需求。
Feng L, Zhu S, Liu F, et al, et al. Hyperspectral imaging for seed quality and safety inspection: a review. Plant Methods, 2019, 15(1): 1-25.