佛手瓜叶片光谱特征与SPAD值估算模型研究

Study on spectral characteristics and SPAD value estimation model of chayote leaves

构建佛手瓜叶片叶绿素含量估算模型,为实现高光谱技术监测佛手瓜叶片叶绿素含量变化提供参考依据。利用SPAD-502 PLUS叶绿素仪同步测定佛手瓜叶片的SPAD值,以Field Spec 3地物光谱仪采集佛手瓜叶片光谱数据。对原始光谱去噪处理后经一阶微分变换、倒数对数变换和倒数对数的一阶微分变换提取其特征波段,然后利用红边及绿峰位置构建了SPAD值的预测模型,并采用决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)和相对误差(RE)对模型进行精度评价。结果表明,在400~1000 nm波长范围内,佛手瓜叶片光谱特征在可见光区的绿峰波段反射率在22%左右,在近红外区形成高反射率,达到56%左右。通过对原始光谱曲线进行一阶微分变换、倒数对数变换和倒数对数的一阶微分数学变换后,提取出佛手瓜叶片的特征波长分别有520、550、640、650、670、680、700 nm。以单一红边位置与佛手瓜SPAD值建立的模型,r^(2)为0.8142,以此模型进行SPAD值预测,得到预测值与实测值的决定系数r^(2)为0.8337,RMSE为2.83,RE为4.36%;以红边与绿峰位置和佛手瓜SPAD值建立的模型,r^(2)为0.8247,同样以该模型进行SPAD值预测,得到的预测值与实测值的决定系数r^(2)为0.885,RMSE为2.16,RE为3.43%。构建的红边及绿峰位置的回归预测模型对预测佛手瓜叶片SPAD值是可行的,为佛手瓜生产精准调控、产量评估和科学管理提供必要技术支撑。