[发明专利]一种利用电子鼻检测根茎类植物根部病虫害的方法

摘要

一种利用电子鼻检测根茎类植物根部病虫害的方法属植物病虫害检测技术领域。本发明包括下列步骤配备电子鼻气体室的气体流量为800～1200ml/min，气体室内布置8种气体传感器；用集气装置集气；将电子鼻的进样针头插入集气装置，并将装有活性炭的空气滤清器插入集气装置，开启电子鼻并将待测样品的气体吸入电子鼻气室；采集并处理气体传感器阵列的响应数据；将洁净的空气泵入电子鼻的气体室；处理采集的多组数据；根据根茎类植物根部病虫害严重度系数，评定根茎类植物病虫害严重度。本发明能无损、快速地检测根茎类植物根部的病虫害，还能为提前预防和减少根茎类植物病虫害提供可靠的依据，本发明简单实用，成本低廉，易于推广。

主权项

一种利用电子鼻检测根茎类植物根部病虫害的方法,其特征在于包括下列步骤：1)配备适于检测要求的电子鼻：电子鼻气体室的气体流量为800～1200ml/min；电子鼻的气体室中所含气体传感器阵列包括：芳香性气体传感器、挥发性硫化物气体传感器、挥发性氨类气体传感器、挥发性胺类气体传感器、乙醇类传感器、可燃气体传感器、烷烃类气体传感器和挥发性氮氧化物传感器；2)用集气装置集气，包括下列步骤：2.1在距离根茎类植物根部50～200mm处打一个直径为50mm、深度为150～300mm的孔；2.2在孔上覆盖保鲜膜；2.3在保鲜膜上以实土覆盖要求所钻孔与保鲜膜间为集气状态，集气时间为30分钟；3)常温下将电子鼻的进样针头插入集气装置，同时将装有活性炭的空气滤清器插入集气装置以平衡气压，开启电子鼻将待测样品所散发出的气体吸入电子鼻气室；4)用气体泵将集气装置中的气体泵入电子鼻的气体室，电子鼻的吸取时间为60s，一个样品检测完毕后，用气室清洗泵泵入洁净空气，清洗气室；5)采集并处理气体传感器阵列的响应数据包括下列步骤：5.1提取气体传感器阵列的响应特征值，响应特征值包括初始值a、稳定值b、上升时间t和上升速率5.2将非线性随机共振算法固化于电子鼻内置的数字信号处理器内，将响应特征值输入数字信号处理器，并计算输出互相关系数特征值foe；6)处理气体传感器阵列采集的多组数据，包括下列步骤：6.1根据不同病虫害严重度的根茎类植物的互相关系数特征值foe，拟合出不同根茎类植物根部病虫害严重度预测模型；6.2将互相关系数特征值foe代入下列根茎类植物根部病虫害严重度预测模型的公式中，计算根茎类植物根部病虫害严重度系数：Qf＝f(foe)其中：Qf为根茎类植物根部病虫害严重度系数；f为由不同病虫害严重度的根茎类植物的互相关系数特征值foe拟合出的不同根茎类植物根部病虫害严重度预测模型的公式；foe为互相关系数特征值；7)根据根茎类植物根部病虫害严重度系数，评定根茎类植物病虫害严重度，包括下列步骤：7.1根据病虫害严重度：植株或器官的罹病面积所占的比率的定义，将根茎类植物的病虫害严重度分为六级，分级标准为：0级：根部正常，1级：根部病虫害率0～5％，2级：根部病虫害率5％～10％，3级：根部病虫害率10％～30％,4级：根部病虫害率30％～60％,5级：根部病虫害率60％～100％；7.2测量不同病虫害严重程度的根茎类植物，将电子鼻的响应特征值输入数字信号处理器，并计算输出互相关系数特征值foe，测量结束后，将根茎类植物根部取出，分别统计计算其根部病虫害率；7.3根据7.2所测得的互相关系数特征值foe和相应的根部病虫害率，利用曲线拟合的方法绘制出根部病虫害率—互相关系数特征值foe图；7.4根据7.3所绘制出的根部病虫害率—互相关系数特征值foe图，分别查出根部病虫害率为0％、5％、10％、30％、60％、100％时所对应的互相关系数特征值foe，并根据步骤6.2所述方法分别求出病虫害率为0％、5％、10％、30％、60％、100％时所对应的根茎类植物根部病虫害严重度系数foe，及上述不同病虫害率对应的根茎类植物根部病虫害严重度系数Qf分别为S0、S1、S2、S3、S4、S5；7.5若待测样品的根茎类植物根部病虫害严重度系数Qf＝S0，则根茎类植物根部正常为0级病虫害；若S0<Qf≤S1，则为1级病虫害；若S1<Qf≤S2，则为2级病虫害；若S2<Qf≤S3，则为3级病虫害；若S3<Qf≤S4，则为4级病虫害；若为Qf>S4，则为5级病虫害。