專利名稱：一種蔬菜種子發(fā)芽率快速檢測的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蔬菜種子發(fā)芽率快速檢測的方法。
背景技術(shù)：
種子檢驗(yàn)是檢測優(yōu)質(zhì)種子生產(chǎn)，避免劣質(zhì)種子播種，確保農(nóng)業(yè)豐收的重要措施，種子發(fā)芽率是種子檢驗(yàn)中的一個(gè)重要指標(biāo)。測定種子發(fā)芽率常用計(jì)數(shù)的方法進(jìn)行，以了解其最大的發(fā)芽潛力，評(píng)價(jià)種子的種用價(jià)值。該方法準(zhǔn)確性高，在谷物種子標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)中常用，但是檢測費(fèi)時(shí)費(fèi)力又繁雜，如果在種子的生產(chǎn)、加工、收購、倉儲(chǔ)或調(diào)運(yùn)時(shí)急需了解種子的發(fā)芽狀況就不再適用，特別是對(duì)禾谷類和有些豆類等休眠期長的種子，若以正常發(fā)芽試驗(yàn)評(píng)價(jià)種子質(zhì)量的話，在短時(shí)間內(nèi)得不到準(zhǔn)確的發(fā)芽結(jié)果。多年來，許多種子研究人員都在尋找快速且可靠的方法來代替發(fā)芽試驗(yàn)，并取得了一定的研究成果。許多研究人員進(jìn)行了不同種子生活力和發(fā)芽率相關(guān)性的研究，得出了可通過種子生活力估測發(fā)芽率的結(jié)論?？焖贉y定種子生活力的方法有很多，但并不是所有方法都能用于預(yù)測種子發(fā)芽率，目前可用于估測發(fā)芽率的大多屬于染色法。種子發(fā)芽率除了可通過生活力預(yù)測外，還可以通過種子的外觀、生理特征來鑒別，也可以通過電導(dǎo)率法、 吸脹狀態(tài)法、酶學(xué)方法快速測定。但這些方法是在實(shí)驗(yàn)室中，需借助相關(guān)的儀器設(shè)備、試劑等才能完成，在短時(shí)間內(nèi)得不到準(zhǔn)確的發(fā)芽率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種蔬菜種子發(fā)芽率快速檢測的方法。蔬菜種子發(fā)芽率快速檢測的方法的步驟如下
1)把蔬菜種子樣品放置在密閉容器內(nèi)，靜置30 60分鐘；
2)頂空氣體達(dá)到平衡后，頂空氣采樣導(dǎo)入傳感器陣列反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)行采樣，采樣時(shí)間為 60 90秒，傳感器陣列與頂空氣體發(fā)生反應(yīng)得到響應(yīng)信號(hào)；傳感器響應(yīng)信號(hào)是傳感器接觸到頂空氣體后的電導(dǎo)率G與傳感器在經(jīng)過潔凈空氣時(shí)的電導(dǎo)率Gtl的比值，即GAitl ；
3)提取第60秒電子鼻信號(hào)作為原始數(shù)據(jù)，對(duì)原始數(shù)據(jù)的特征矩陣進(jìn)行特征選擇和特征值提??；利用主成分分析和線性判別分析來評(píng)價(jià)種子發(fā)芽率等級(jí)；
4)以原始數(shù)據(jù)以及上述處理后的數(shù)據(jù)作為特征值，分別利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)識(shí)別模式建立傳感器響應(yīng)信號(hào)與種子發(fā)芽率間的相關(guān)性，進(jìn)而評(píng)價(jià)種子的發(fā)芽率。所述的密閉時(shí)間為40 50分鐘；所述的采樣時(shí)間為70 80秒。本發(fā)明依據(jù)是不同發(fā)芽率的種子散發(fā)的氣味不同，采用金屬氧化物傳感器陣列組成的電子鼻來預(yù)測種子的發(fā)芽率。本發(fā)明由取樣部分，數(shù)據(jù)采集部分，信號(hào)處理部分組成。 所述的取樣部分有帶有針頭的管道連接真空泵的抽氣嘴，無針頭的管道一端連接真空泵的出氣嘴，一端與傳感器陣列室相連。數(shù)據(jù)采集部分為一測試箱體，箱體內(nèi)有一個(gè)圓形的氣敏傳感器陣列反應(yīng)室，該圓形反應(yīng)室頂部分別設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口。所述的圓形反應(yīng)室內(nèi)表
3面光滑，沒有氣體死角，里面均勻布置多個(gè)氣體傳感器，形成傳感器陣列，每個(gè)傳感器與采集卡的一個(gè)通道相連。對(duì)要檢測樣品先進(jìn)行基于傳感器陣列的電子鼻測定，將樣品置于密閉容器內(nèi)，待頂部空氣達(dá)到平衡后采樣泵把容器內(nèi)的頂空氣體導(dǎo)入傳感器陣列反應(yīng)室內(nèi)， 傳感器與氣體發(fā)生反應(yīng)得到相應(yīng)的響應(yīng)信號(hào)，該信號(hào)被采集卡轉(zhuǎn)化成數(shù)字輸入到計(jì)算機(jī)。本發(fā)明能夠以廉價(jià)的多氣敏傳感器陣列組成高效的檢測蔬菜種子發(fā)芽率的電子鼻系統(tǒng)。與單個(gè)氣體傳感器相比，氣體傳感器陣列擴(kuò)大了檢測范圍，降低了干擾，其靈敏度、 可靠性和重復(fù)性都有了很大的提高。用各種識(shí)別模式系統(tǒng)來處理傳感器陣列數(shù)據(jù)，建立傳感器響應(yīng)信號(hào)與種子發(fā)芽率之間的模型，這些模型可以根據(jù)各種不同的氣味檢測到不同的信號(hào)來判斷種子的發(fā)芽率。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明利用種子揮發(fā)物進(jìn)行檢測的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)例中10個(gè)傳感器對(duì)番茄種子的響應(yīng)曲線；
圖3 (a)是6種不同發(fā)芽率番茄種子的主成分分析二維得分圖； 圖3 (b)是6種不同發(fā)芽率番茄種子的主成分分析三維得分圖； 圖4是6種不同發(fā)芽率番茄種子的線性判別分析二維得分圖； 圖5是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)番茄種子不同發(fā)芽率的預(yù)測值和實(shí)測值的相關(guān)性。
具體實(shí)施例方式蔬菜種子發(fā)芽率快速檢測的方法的步驟如下
1)把蔬菜種子樣品放置在密閉容器內(nèi)，靜置30 60分鐘；
2)頂空氣體達(dá)到平衡后，頂空氣采樣導(dǎo)入傳感器陣列反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)行采樣，采樣時(shí)間為 60 90秒，傳感器陣列與頂空氣體發(fā)生反應(yīng)得到響應(yīng)信號(hào)；傳感器響應(yīng)信號(hào)是傳感器接觸到頂空氣體后的電導(dǎo)率G與傳感器在經(jīng)過潔凈空氣時(shí)的電導(dǎo)率Gtl的比值，即GAitl ；
3)提取第60秒電子鼻信號(hào)作為原始數(shù)據(jù)，對(duì)原始數(shù)據(jù)的特征矩陣進(jìn)行特征選擇和特征值提取；利用主成分分析和線性判別分析來評(píng)價(jià)種子發(fā)芽率等級(jí)；
4)以原始數(shù)據(jù)以及上述處理后的數(shù)據(jù)作為特征值，分別利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)識(shí)別模式建立傳感器響應(yīng)信號(hào)與種子發(fā)芽率間的相關(guān)性，進(jìn)而評(píng)價(jià)種子的發(fā)芽率。所述的密閉時(shí)間為40 50分鐘；所述的采樣時(shí)間為70 80秒。實(shí)施例
本發(fā)明主要在于電子鼻數(shù)據(jù)處理和建模方法。采用一個(gè)基于金屬氧化物傳感器陣列的電子鼻，其傳感器陣列由10個(gè)傳感器組成，各傳感器名稱和性能詳見表1。表1電子鼻傳感器陣列中各傳感器屬性
陣列序號(hào)傳感器名稱性能描述備注SlWlC芳香成分甲苯，10ml/m3S2W5C靈敏度大，對(duì)氮氧化合物很靈敏NO2，lml/m3S3W3C氨水，對(duì)芳香成分靈敏苯，10ml/m3S4W6C主要對(duì)氫氣有選擇性H2,100ml/m3S5W5C烷烴，芳香成分丙烷，lml/m3S6WlS對(duì)甲烷靈敏CH4,100ml/m權(quán)利要求
1.一種蔬菜種子發(fā)芽率快速檢測的方法，其特征在于它的步驟如下1)把蔬菜種子樣品放置在密閉容器內(nèi)，靜置30 60分鐘；2)頂空氣體達(dá)到平衡后，頂空氣采樣導(dǎo)入傳感器陣列反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)行采樣，采樣時(shí)間為 60 90秒，傳感器陣列與頂空氣體發(fā)生反應(yīng)得到響應(yīng)信號(hào)；傳感器響應(yīng)信號(hào)是傳感器接觸到頂空氣體后的電導(dǎo)率G與傳感器在經(jīng)過潔凈空氣時(shí)的電導(dǎo)率Gtl的比值，即GAitl ；3)提取第60秒電子鼻信號(hào)作為原始數(shù)據(jù)，對(duì)原始數(shù)據(jù)的特征矩陣進(jìn)行特征選擇和特征值提?。焕弥鞒煞址治龊途€性判別分析來評(píng)價(jià)種子發(fā)芽率等級(jí)；4)以原始數(shù)據(jù)以及上述處理后的數(shù)據(jù)作為特征值，分別利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)識(shí)別模式建立傳感器響應(yīng)信號(hào)與種子發(fā)芽率間的相關(guān)性，進(jìn)而評(píng)價(jià)種子的發(fā)芽率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蔬菜種子發(fā)芽率快速檢測的方法，其特征在于所述的密閉時(shí)間為40 50分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蔬菜種子發(fā)芽率快速檢測的方法，其特征在于所述的采樣時(shí)間為70 80秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蔬菜種子發(fā)芽率快速檢測的方法。它的步驟如下1)把蔬菜種子樣品放置在密閉容器內(nèi)，靜置30～60分鐘；2)頂空氣體達(dá)到平衡后，頂空氣采樣導(dǎo)入傳感器陣列反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)行采樣，采樣時(shí)間為60～90s，傳感器陣列與頂空氣體發(fā)生反應(yīng)得到響應(yīng)信號(hào)；3)提取第60s電子鼻信號(hào)作為原始數(shù)據(jù)，對(duì)原始數(shù)據(jù)的特征矩陣進(jìn)行特征選擇和特征值提?。焕弥鞒煞址治龊途€性判別分析來評(píng)價(jià)種子發(fā)芽率等級(jí)；4)以原始數(shù)據(jù)以及上述處理后的數(shù)據(jù)作為特征值，分別利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)識(shí)別模式建立傳感器響應(yīng)信號(hào)與種子發(fā)芽率間的相關(guān)性，進(jìn)而評(píng)價(jià)種子的發(fā)芽率。本發(fā)明具有操作簡單，其可靠性和重復(fù)性都有很大的改善，提高了檢測效率。
文檔編號(hào)A01C1/02GK102282932SQ20111020368
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者王俊, 程紹明 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)