[发明专利]基于透射光谱检测种子活力的装置及其使用方法

说明书

本发明涉及种子活力检测技术领域，提供了一种基于透射光谱检测种子活力的装置及其使用方法。该装置包括超连续激光器、小孔光阑、各种形式的夹具、光纤探头、光谱仪和光谱处理分析系统；结构简单、操作方便、光谱一致性好；提供的夹具装置可以检测同时安装的多粒种子的活力，提高了检测效率。其使用方法包括：先建立透射光谱‑活力数据模型，然后获取待测种子的透射光谱信号，最后根据该透射光谱信号和透射光谱‑活力数据模型判断待测种子是否具有活力；该方法无需预处理、对种子无损伤；通过采集种子的透射光谱，能够获得种子内部特征组分信息，从而提高检测结果的准确性，尤其适用于检测籽实较小、稃层较厚的水稻种子的活力。

技术领域

本发明涉及种子活力检测技术领域，更具体而言，涉及一种基于超连续光源的透射光谱检测种子活力的装置及其使用方法。

背景技术

种子活力是指充分成熟、充实饱满、健康无病虫、完整无损伤、耐贮性好的非休眠种子,在广泛环境条件下,表现出抗逆性强,发芽、出苗快速整齐,茁壮生长,正常发育,能长成健壮整齐的、正常的幼苗,具有实现高产量和品质的潜在能力。因此，在播种之前对种子进行活力检测便成为必不可少的一环，对农业生产起着至关重要的作用。传统的种子活力检测方法如：ATP含量测定、酶活性的测定、葡萄糖代谢的测定、呼吸强度的测定、电导率法、发芽速度测定、幼苗生长测定、冷冻测定和加速老化测定等。这些方法可以准确的检测种子活力，但往往需要浸水预处理、破坏种子结构或通过发芽直接测定，测定后的种子没有继续保存、使用的价值，因此只能作为评价种子活力的检定方法，需要发展非侵入式的光谱检测方法实现种子活力的无损检测。

目前国内外针对于种子活力检测的光谱方法主要是基于漫反射光谱的近红外光谱与高光谱图像检测方法，例如CN 101911877 B公布了一种基于激光漫反射图像技术的种子生命力鉴别装置和方法，CN 103636315 B公布了一种基于高光谱的种子发芽率在线检测装置及方法，CN 104255118 B公布了一种基于近红外光谱技术的水稻种子发芽率快速无损测试方法。然而水稻种子籽实较小，且存在厚的稃层，漫反射式光谱探测方法只能探测表面稃层的光谱信息，难以获得种子内部特征组分信息，从而影响种子活力检测的准确度。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种基于超连续光源的透射光谱检测种子活力的技术方案。

本发明的目的可通过以下技术措施来实现：

本发明第一方面提供了一种基于透射光谱检测种子活力的装置，所述装置包括：

超连续激光器，用于发出准直的脉冲宽谱带光束；

小孔光阑，用于截取所述脉冲宽谱带光束的中心部分形成第一光束；

夹具，用于固定种子；

光纤探头，用于接收所述第一光束照射所述种子后产生的透射光束；

光谱仪，获取所述透射光束的光谱信号；

光谱处理分析系统，根据所述光谱信号判断待测种子是否具有活力。

优选地，所述脉冲宽谱带光束的光谱范围为400～2400nm；和/或

所述透射光束的光谱信号范围为900～2200nm。

优选地，所述小孔光阑上设有通光孔，所述通光孔的直径小于所述种子短轴方向的直径；和/或

所述通光孔的直径为0.5～2mm。

优选地，所述光纤探头采用多模光纤，所述多模光纤的芯径为20～1000μm。

优选地，所述夹具包括用于固定种子的第一不透光板和第二不透光板，两块所述不透光板上均设有一个或多个位置一一对应的通孔；所述第一光束经过所述第一不透光板的通孔后照射所述种子，产生的透射光束经过所述第二不透光板的通孔后被所述光纤探头接收。