基于光谱参数对小白菜叶片镉含量的高光谱估算

为实现利用高光谱技术快速、准确、无损地检测叶类蔬菜叶片重金属镉污染情况,通过采用室内盆栽试验,检测了小白菜在6个不同的镉浓度梯度0mg/kg(ck)、0.5mg/kg(t1)、1mg/kg(t2)、5mg/kg(t3)、10mg/kg(t4)和20mg/kg(t5)下的叶片高光谱反射率及其镉含量。利用相关分析和逐步回归的统计方法对叶片原光谱、一阶导数光谱和光谱参数与镉含量进行统计分析,确定了反演叶片镉含量的敏感光谱参数,并建立了估算叶片镉含量的参数模型。结果表明:(1)在540nm附近和红外区域,叶片光谱反射率随着处理浓度的增加呈下降趋势。t1组叶片光谱与对照组的光谱没有明显的变化差异;(2)原光谱与镉含量的敏感波段主要在690-1300nm,相关系数最高的波段是782nm。一阶微分光谱与镉含量的敏感波段在黄边、红外、近红外和远红外范围均有分布;(3)反映植物色素、水含量和细胞结构的参数mcari(叶绿素吸收反射修正指数modifiedchlorophyllabsorptionreflectanceindex),sdy(黄边面积yellowedgearea),wi(水质指数waterindex),dcwi(病态水分胁迫指数diseasewaterstressindex),sdr(红边面积rededgearea)和dr(红边幅值theamplitudeoftherededge)可分别作为反演镉含量的敏感光谱参数,其倒数回归模型能够较好地反演镉污染下小白菜叶片的镉含量;(4)镉胁迫处理15d时,建立的sdr的倒数模型估算处理30d时小白菜叶片镉含量的效果最优。研究表明红边面积参数可以用于估算小白菜叶片的镉含量,可为评价小白菜的食用安全提供科学方法。