不同成熟度煙葉高光譜特征分析-萊森光學(xué)

煙葉田間成熟度是指煙葉的生長發(fā)育達到的成熟狀態(tài)滿足后續(xù)加工環(huán)節(jié)對原料要求的程度，適宜的田間成熟度是保證烤后煙葉品質(zhì)的前提。目前，生產(chǎn)中通常采用基于鮮煙葉外觀特征的人工判別方法判斷煙葉田間成熟度，但該方法難以量化且受主觀因素影響，易導(dǎo)致采收時煙葉成熟度控制不當，嚴重影響了煙葉品質(zhì)。

且受主觀因素影響，易導(dǎo)致采收時煙葉成熟度控制不當，嚴重影響了煙葉品質(zhì)。

01//不同成熟度下部煙葉的高光譜反射率

對于如何判斷田間煙葉成熟度，國內(nèi)科研工作者建立了一些相對客觀的方法來判斷田間煙葉的成熟度?？緹熢诔墒爝^程中，煙葉的顏色、組織結(jié)構(gòu)、葉脈等葉片特征會發(fā)生有規(guī)律的變化，而這些在煙葉的反射光譜上會得到反映。

由下圖可知，煙葉的光譜反射率呈現(xiàn)典型的植物光譜特征：即在400～500與600～700 nm之間，藍、紅光波段的光輻射被葉片中的葉綠素全部吸收進行光合作用而形成兩個低反射區(qū)，分別在藍紫光部分(430—450 nm)和紅光部分(660～690 nm)。葉片從500 nm開始，反射率逐漸變大，在550 nm處形成一個小的反射峰，反射率不高于20％，這是煙葉呈綠色的原因。然后在700 nm左右反射率突然上升，進入近紅外區(qū)域后曲線平緩起來，形成高反射平臺區(qū)，反射率可達30％左右。反射率從紅光部分的低反射區(qū)的低點變化到近紅外比較高的過渡地區(qū)(680—700 nm)即“紅邊區(qū)”¨引。從不同成熟度煙葉的反射率來看，隨著成熟度的提高，在可見光范圍內(nèi)(480—680 nm)的反射率逐漸升高。通過光譜曲線，可以看出500～660 nm對于不同成熟度的煙葉有較好的“區(qū)分效應(yīng)”。在近紅外區(qū)域，隨著成熟度的提高，煙葉的反射率大體呈現(xiàn)減小的趨勢。

不同成熟度煙葉的反射率

02//不同成熟度煙葉的參數(shù)變化

不同成熟度煙葉的紅邊面積和藍邊面積

不同成熟度下部煙葉的植物變量

隨著成熟度的提高，紅邊幅值不斷增大(T5>T4>，13、12>T1)，紅邊位置不斷前移(T1：701 nm、T2：698 nm、T3：698 nm、T4：694 nm、T5：692 nm)，能較好地區(qū)分各成熟度。即紅邊位置超過695nm時煙葉屬于欠熟或未熟狀態(tài)。

03//總結(jié)

隨著成熟度的提高，在可見光范圍內(nèi)(480～680 nm)的反射率逐漸升高，高光譜信息可敏銳、準確地反映煙葉田間成熟度的特征性差異，尤其在500～660 nm范圍內(nèi)反射率對于不同成熟度的煙葉有較好的“區(qū)分效應(yīng)”。在近紅外區(qū)域，隨著成熟度的提高，煙葉的反射率大體呈現(xiàn)減小的趨勢，紅邊幅值不斷增大，紅邊位置不斷前移。煙葉的紅邊面積的變化趨勢為：先增大后減小。因此通過高光譜信息分析煙葉成熟度從而提高烤后煙葉品質(zhì)是可行的辦法。

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審核編輯 黃昊宇