农业机械学报

作者：孙俊，胡双齐，周鑫，张林，武小红，戴春霞

单位：江苏大学,江苏大学,江苏大学,江苏大学,江苏大学,江苏大学,

关键词：蔬菜叶片;重金属镉;无损检测;可见光-近红外光谱;便携式

基金：国家自然科学基金面上项目(31971788)、江苏省农业科技自主创新资金项目(CX(19)3089)、江苏高校优势学科建设工程（三期）项目（PAPD-2018-87）和江苏省现代农业装备与技术协同创新中心项目(4091600030）

针对蔬菜叶片重金属镉检测传统方法存在的检测仪器体积大、检测成本高和具有破坏性等问题，提出一种基于可见光-近红外波段光谱蔬菜叶片重金属镉检测方法，并设计了一款无需预处理、检测速度快、体积小且便于携带的重金属镉检测仪，能够适用于移动式的现场检测。配置4个重金属镉胁迫梯度（0、1、3、5mg/L）营养液，培育各镉胁迫的生菜样本，通过高光谱成像系统采集叶片反射光谱数据，利用主成分分析法（Principal component analysis，PCA）筛选出3个特征波长（550、680、800?nm），采用偏最小二乘回归法（Partial least squares regression，PLSR）搭建重金属镉检测模型，该模型测试集相关系数Rp为0.9149，测试集均方根误差为0.5271mg/kg。使用自制的仪器做标定试验，选择A/D采集电压做参考，用标定数据进行建模，模型训练集相关系数Rc为0.8581，训练集均方根误差为0.4975mg/kg，测试集相关系数Rp为0.8432，测试集均方根误差为0.5526mg/kg，模型预测效果较好。最后对便携式重金属镉无损检测仪检测精度进行验证，选取与建模无关的30组镉胁迫生菜叶片实时检测，与标准理化值对比，均方根误差为0.32mg/kg，绝对测量误差为-0.69~0.66mg/kg，平均绝对误差为0.26mg/kg，结果表明检测仪能够实现生菜叶片镉含量的实时无损检测。

来源：2022年第2期

《农业机械学报》期刊编辑部

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