種子作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)*基本的生產(chǎn)資料,種子質(zhì)量是影響其種植價(jià)值的*重要特征,也是影響農(nóng)業(yè)高產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一。種子是進(jìn)行植物生命的載體,而而種子凈度、發(fā)芽率、水分含量和生活力等是種子質(zhì)量檢測的主要指標(biāo)。隨著我國種子法的頒布,種子質(zhì)量包括凈度、含水量、發(fā)芽率、活力、病蟲害、生活力等的檢驗(yàn)指標(biāo)出臺了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)檢測方法,種子質(zhì)量也有了明顯的改善。

傳統(tǒng)的質(zhì)量檢驗(yàn)方法主要有種子形態(tài)鑒定、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)、田間小區(qū)試驗(yàn)、幼苗鑒別、以生化指紋為依據(jù)的電泳譜帶鑒定法和以DNA分子多態(tài)性為依據(jù)的分子標(biāo)記鑒定法。但以上種子質(zhì)量檢驗(yàn)方法由于主觀因素,則結(jié)果差異較大,并且費(fèi)時(shí)、費(fèi)事,無法滿足當(dāng)前種業(yè)市場快速發(fā)展的需求。

近紅外譜區(qū)是電磁波譜中很窄的區(qū)段,其波長范圍為近紅外光譜區(qū)介于可見光與中紅外光譜區(qū)之間,波長范圍在780-2526nm,近紅外光譜作為一種分析技術(shù),可以測定有機(jī)物及部分無機(jī)物。許多物質(zhì)種等到基團(tuán)(如O—H,C—H,H—N等)在都有其固定的振動頻率。當(dāng)分子受到近紅外線照射時(shí),被激發(fā)產(chǎn)生共振,同時(shí)光的能量一部分被吸收,測量其吸收光可以得到極為復(fù)雜的圖譜,這種圖譜表示被測物質(zhì)的特征。不同物質(zhì)在近紅外區(qū)域有豐富的吸收光譜,每種成分都有其特定的吸收特征,這就為近紅外光譜定量分析提供了基礎(chǔ)。種子是由多種有機(jī)物組成的,種子質(zhì)量的變化往往伴隨其內(nèi)含物質(zhì)的變化,這就為近紅外光譜分析技術(shù)在種子質(zhì)量檢測上的應(yīng)用提供了很大的可能性。

水分是種子生命活動的介質(zhì)和生化變化的參與者,在種子生理學(xué)種將種子水分也看成種子中的化學(xué)成分。種子水分是我國種子質(zhì)量指標(biāo)之一,傳統(tǒng)的烘干干燥稱重法對樣品具有破壞性,且耗種量較大,不適用于資源短缺和價(jià)格昂貴的種子。近年來,已有很多的研究報(bào)道運(yùn)用近紅外技術(shù)測定種子水分,已有的結(jié)果表明運(yùn)用近紅外光譜技術(shù)可高效的測定玉米、水稻、小麥、棉花、花生等作物的種子含水量。采集種子的近紅外反射光譜,結(jié)合偏*小二乘法,采用交叉檢驗(yàn)技術(shù)建立種子含水量模型。

淀粉是谷類作物種子中的主要化學(xué)成分,其含量的多少對谷類作物的影響也比較大。蛋白質(zhì)和脂肪酸均是種子內(nèi)的重要成分,因此應(yīng)用近紅外光譜分析技術(shù)對其含量進(jìn)行測定也成為一個趨勢。種子內(nèi)有害生物的檢測也是種子質(zhì)量檢測的重要組成部分,對植物檢疫的工作意義重大。目前近紅外光譜分析技術(shù)可以做種子品種鑒定、種子純凈度鑒定、種子發(fā)芽率測定、種子水分含量和生活力測定、種子活力和蟲害檢驗(yàn),以及水分,淀粉,蛋白質(zhì),脂肪酸等指標(biāo)。

在近紅外光譜分析應(yīng)用中經(jīng)常遇到的一個問題是模型穩(wěn)健性,包括模型的抗干擾能力和適用范圍,提高其適用范圍要解決的主要問題即模型傳遞,在某一儀器上建立的多元校正模型,在另一臺相同型號的儀器上使用時(shí)其預(yù)測結(jié)果產(chǎn)生較大的偏差,甚至校正模型根本無法使用。這種情況的發(fā)生是因?yàn)闇y量光譜不僅包含了樣品組分引起的光譜響應(yīng),還包含了儀器、測量條件的特性。模型傳遞問題是近紅外光譜技術(shù)中一個重要的問題,直接影響到模型的推廣與應(yīng)用。布魯克的近紅外光譜儀很好的解決了模型傳遞這一問題,能夠?qū)崿F(xiàn)模型在新舊儀器、不同型號之間***傳遞。這一問題的解決極大的提高布魯克近紅外光譜儀的實(shí)用性,其應(yīng)用范圍也更加廣泛。