[发明专利]同步成像检测方法及系统

说明书

本发明实施例提供一种同步成像检测方法及系统，该方法包括获取叶片上每个三维测量点在第一激光束激发后产生的等离子态光信号，以及在第二激光束激发后产生的荧光信号；基于所有三维测量点中待测营养元素的含量得到待测营养元素在叶片中的元素分布图；基于所有三维测量点中待测分子的含量得到待测分子在叶片中的分子光谱图。本发明实施例提供的同步成像检测方法及系统采用第一激光束与第二激光束依次聚焦叶片所有三维测量点，来获取各三维测量点待测分子产生的荧光信号以及待测营养元素产生的等离子态光信号，并通过上述所有信号的分析，获得待测分子和待测营养元素在叶片内的空间分布，方法简单、使用方便、结果准确。

技术领域

本发明实施例涉及植物检测技术领域，尤其涉及一种同步成像检测方法及系统。

背景技术

场植物叶片是反映植物生理代谢情况、养分状况和对生长环境适应程度的最灵敏部位，其主要养分含量能够间接反映土壤肥力状况，因而分析不同植物叶片中各种养分的差异性，可以为其养分的精准调控提供理论依据。同时，植物叶片作为光合作用的场所和物质生产的主要器官，是生态系统中初级生产者的能量转换器，生理活动旺盛，对环境变化敏感且具有很强的可塑性，其养分组成、运输、转化和积累不仅能够反映植物的生理生态状况，而且是植物适应环境条件的一种表征。因此，对植物叶片养分(特别是氮素)和叶绿素含量进行快速、原位检测，对了解植物营养元素的吸收、运输、转化和积累以及了解植物与环境之间的相互作用和精准施肥、预防病虫害和防止水土污染具有重要意义。

现有的植物组织叶片内物质的检测方法包括原子吸收光谱法、ICP发射光谱法、电化学方法、激光烧蚀电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)和激光显微解剖电感耦合等离子体质谱法(LMD-ICP-MS)等。

而这些方法中，原子吸收光谱法、ICP发射光谱法和电化学方法一次均只能分析一种物质，且需要取样、制样，分析过程复杂、成本高、周期长。而激光烧蚀电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)和激光显微解剖电感耦合等离子体质谱法(LMD-ICP-MS)主要用于检测固体表面的元素组成，很难检测植物组织内部的元素。因此，现有的叶片养分检测方法无法完成同时检测叶片内两种物质在分布空间中相应位置的含量对比分布情况。

发明内容

针对背景技术中现有技术存在的缺陷，本发明实施例提供了一种同步成像检测方法及系统。

第一方面，本发明实施例提供的一种同步成像检测方法，该方法包括：

获取叶片上每个三维测量点在第一激光束激发后产生的等离子态光信号，以及在第二激光束激发后产生的荧光信号；

基于所述等离子态光信号得到叶片上每个三维测量点中待测营养元素的含量，并基于所有三维测量点中待测营养元素的含量得到所述待测营养元素在叶片中的元素分布图；基于所述荧光信号得到叶片上每个三维测量点中待测分子的含量，并基于所有三维测量点中待测分子的含量得到所述待测分子在叶片中的分子光谱图。

第二方面，本发明实施例提供的一种同步成像检测系统，该系统包括：

第一成像检测系统、第二成像检测系统以及主控装置，其中：

所述第一成像检测系统用于获取叶片上每个三维测量点在第一激光束激发后产生的等离子态光信号，并基于所述等离子态光信号得到相对应的光信号特征谱线；

所述第二成像检测系统用于获取叶片上每个三维测量点在第二激光束激发后产生的荧光信号，并基于所述荧光信号得到相对应的像素点阵列数据库；

所述主控装置用于基于每个三维测量点相对应的所述光信号特征谱线获得叶片每个三维测量点中所述待测营养元素的含量，并基于所有三维测量点中所述待测营养元素的含量获得所述待测营养元素在叶片中的元素分布图，以及基于每个三维测量点相对应的所述像素点阵列数据库获得每个三维测量点中所述待测分子的含量，并基于所有三维测量点中所述待测分子的含量获得所述待测分子在叶片中的分子光谱图。