[发明专利]紫叶李叶片花青素含量的测定方法

说明书

本发明公开了一种紫叶李叶片花青素含量的测定方法，属于精准农业中作物生长信息无损监测技术领域。该方法采用高光谱辐射仪测定紫叶李叶片的反射光谱数据，室内测定叶片花青素含量，然后将紫叶李叶片反射光谱数据与花青素含量数据相融合，通过相关分析确定花青素的敏感波长，构建基于特征波长的花青素含量光谱监测模型，再采用光谱辐射仪测定待测紫叶李叶片在特征波长的反射光谱数据，将数据代入花青素含量光谱监测模型中，计算得到紫叶李叶片的花青素含量；该方法简单、高效、实用，准确度高，能实现叶片无损检测，适用于不同树龄、不同颜色样品的原位重复测量及大区域监测。

技术领域

本发明涉及一种紫叶李叶片花青素含量的测定方法，属于精准农业中作物生长信息无损监测技术领域。

背景技术

花青素是水溶性的黄酮类化合物，它是植物叶片色素中第三类主要色素，是一种具有多重生理功能的植物次生代谢物。通常，花青素的有效积累是由许多环境胁迫引起的，包括强光、中波紫外线照射、低温、干旱、损伤、细菌及真菌感染、氮和磷的缺乏、某些除草剂及污染物等，尤其在植物幼小和衰老叶片中含量丰富。花青素能够修复叶片的光环境，具有潜在地调节光合作用和限制光抑制与光漂白作用的能力，以及对光破坏的防御能力。花青素可以作为渗透调节物质，提高植物抗冰冻与抗干旱胁迫的能力。此外，花青素还具有抗氧化作用，有助于修复损伤后的叶片。

传统的花青素含量测定主要采用湿化学法，包括用溶剂提取叶片中花青素，分光光度计测定花青素在溶剂中的吸光度，将测定的吸光度值转换成花青素含量等步骤。该方法能够准确测定叶片中花青素的含量，但是存在劳动强度大，测量费时、费力，需要对叶片进行破坏，不能进行原位重复测量及大区域监测等问题。因此，亟需一种简单、准确、高效、实用的花青素含量测定方法。已有研究表明，植物色素能够选择性地吸收或反射特定波长的光，利用光谱吸收或反射检测技术替代破坏性的、费时费力的湿化学法，将有利于植物色素的快速、无损估测。目前，基于高光谱监测模型的紫叶李叶片花青素测定还未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单、准确、高效、实用的紫叶李叶片花青素含量测定方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

紫叶李叶片花青素含量的测定方法，步骤如下：采用高光谱辐射仪测定紫叶李叶片在特征波长的反射光谱数据，将测得的反射光谱数据代入花青素含量光谱监测模型中，计算得到紫叶李叶片的花青素含量。

所述花青素含量光谱监测模型的建立包括以下步骤：

1)取样与数据采集

采集不同树龄的紫叶李叶片，将颜色均匀一致的多个叶片组成一个叶片样本，分别测定每一个样本中叶片的花青素含量和反射光谱数据；

2)数据预处理

对于一个叶片样本，先对反射光谱数据重采样至1nm，再分别计算花青素含量和重采样反射光谱数据的均值，并记为一组样本数据，将得到的多组样本数据按照花青素含量大小排序，形成一个数据集；

3)确定特征波长

对数据集中的花青素含量和反射光谱数据作相关分析，相关系数最大且双尾检验达到极显著水平(此时二者之间的相关性最大)；

4)建模与验模

利用花青素含量与特征波长的反射光谱数据拟合公式，得到花青素含量光谱监测模型，验模，即得。