有機蔬菜是指嚴格按照有機生產(chǎn)程序生產(chǎn)的蔬菜。 禁止使用化學合成農(nóng)藥、化肥、生長調(diào)節(jié)劑等化學品以及轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品。 相反，它們遵循自然法則和生態(tài)原則。 ，采用一系列可持續(xù)農(nóng)業(yè)技術(shù)，協(xié)調(diào)種植平衡，保持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定，蔬菜產(chǎn)品經(jīng)過有機食品認證機構(gòu)認證，頒發(fā)有機食品證書。

光譜儀器的應(yīng)用為如何快速鑒別有機蔬菜和非有機蔬菜提供了新思路。 一起來看看今天的推薦文章吧。

使用VIS-NIR光譜儀通過特征波長和線性判別分析，快速區(qū)分有機和非有機葉類蔬菜（空心菜、莧菜、生菜和小白菜）。

目前，有機葉菜面臨著被非有機產(chǎn)品取代、容易脫水和腐敗的挑戰(zhàn)。 為了解決這些問題，本研究采用ASD 4便攜式地面光譜儀結(jié)合線性判別分析（LDA）來快速區(qū)分有機和非有機葉菜。 有機類別包括有機空心菜( )、莧菜( L.)、生菜( var. Hort.) 和白菜( rapa var. () )，而非有機類別則由四個相應(yīng)的非有機類別組成。 分別對這些蔬菜的葉和莖的反射光譜進行二元分類。 鑒于 VIS-NIR 光譜范圍廣泛，使用穩(wěn)定性選擇 (SS)、隨機森林 (RF) 和方差分析 (ANOVA) 來評估遺傳算法 (GA) 選擇的波長的重要性。 根據(jù)GA選擇的波長及其SS評價值和位置，葉光譜分類的有效波段為550-910 nm和1380-1500 nm，莖光譜分類的有效波段為750-900 nm和1700-1820納米。 使用這些選定的波段進行LDA分類，分類準確率達到95%以上。

本研究選擇的葉類蔬菜經(jīng)過蒸餾水嚴格清洗，以有效去除表面雜質(zhì)，并在開始光譜測量之前進行干燥。 為了防止蔬菜變質(zhì)，不參加實驗時將其存放在4°C的冷藏裝置中。 使用 ASD 系統(tǒng)直接在實驗室中測量葉和莖樣品的反射光譜，無需使用化學試劑或其他預(yù)處理。

ASD地物光譜儀系統(tǒng)實驗平臺

本研究僅使用 400 nm 至 2500 nm 之間的反射值。 總共獲得了四種不同類別的葉類蔬菜（包括有機和非有機品種）的 100 個反射光譜。 這些反射光譜是從不同樣品的不同位置獲得的。 每個單獨的光譜是通過對相應(yīng)樣品的五次掃描進行平均而獲得的。

四種葉菜的可見光和近紅外反射光譜； 綠色曲線（有機）； 紅色曲線（非有機）

葉類蔬菜葉和莖的可見光和近紅外反射光譜

根據(jù)遺傳算法選擇的波長（所有點）和穩(wěn)定性選擇方法評估的前 10 個重要波長（紅點）的位置來選擇波段

(a) 葉片光譜（550–910 nm 和 1380–1500 nm）

(b) 莖光譜（750–900 nm 和 1700–1820 nm）

【綜上所述】

這項研究結(jié)合了可見光和近紅外光譜、波長選擇方法和線性判別分析，成功實現(xiàn)了有機葉類蔬菜與非有機葉類蔬菜的快速區(qū)分。 通過分析遺傳算法選擇的波長分布和最重要波長的分布，我們清楚地識別了適用于葉和莖的關(guān)鍵光譜帶，包括550–910 nm和1380–1500 nm和750–900 nm和1700–范圍 1820 nm。 使用這些光譜帶進行分類，我們實現(xiàn)了 98.3% 的高精度。 研究還表明，特定波長對葉子和莖的光譜分類有顯著影響。 例如，700 nm、820 nm、1400 nm附近的波長對葉子分類有顯著影響，而800 nm、1780 nm、2400 nm附近的波長對葉子分類有顯著影響。 在莖分類中發(fā)揮了重要作用。 此外，我們發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定選擇方法在評估波長重要性和分類結(jié)果方面表現(xiàn)良好。 這項研究提供了一種經(jīng)濟、快速、無損的方法來鑒定有機葉菜。 未來的研究可以進一步完善分類模型，并將該技術(shù)推廣到其他有機葉菜的識別，從而為農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和認證提供見解。 為該領(lǐng)域的發(fā)展提供了重要的參考。