[发明专利]基于激光吸收光谱技术的种子活力测量系统及方法

说明书

本发明属于种子活力测量领域，具体公开一种基于激光吸收光谱技术的种子活力测量系统及方法，该种子活力测量系统包括：可调谐半导体激光器系统，用于提供可调谐波长激光；光学吸收池，光学吸收池密封，内部放置有待测量子；光学吸收池上设置有入射光孔和出射光孔，入射光孔上密封安装有入射光纤，出射光孔上密封安装有探测器；可调谐波长激光通过入射光纤射入光学吸收池，并在光学吸收池内反射震荡，且吸收反映待测种子的种子活力的O₂气体和/或CO₂气体，之后被探测器接收，获得O₂气体吸收光谱光信号和/或CO₂气体吸收光谱光信号。本发明无需对种子进行预处理，不破坏种子呼吸的微环境，再者，具有快速、方便、高灵敏度和高精度优点。

技术领域

本发明属于种子活力检测领域，具体地说，涉及一种基于激光吸收光谱技术的种子活力测量系统及方法。

背景技术

种子活力是种子发芽率、幼苗生长潜势、植株抗逆能力和生产潜力的总和。它能直接反应植株性状的优劣，是评价种子质量的一项重要指标，对农业等相关产业的发展意义重大。1950年，国际种子会议明确区分种子活力和发芽力，并确定种子活力为种子品质的一个重要指标；20世纪70年代，种子活力的研究日益增多，现已成为种子生理学研究中十分重要的部分。

氧气，化学式O₂，是众所周知的生物呼吸不可或缺的重要物质；氧气分子流入种子的流速值直接反应了种子呼吸功能的强弱，而种子呼吸功能的强弱又与其活力大小直接相关；中国专利CN103814653B，授权公告日2016.03.16，名称为“一种通过氧气流速判别种子活力的方法”，提到可以利用耗氧量来判断种子活力。二氧化碳，化学式CO₂，是众所周知的生物呼吸产物的物质之一。科技文献《小篮子法测定植物种子呼吸速率的方法改进》，李海霞，徐久玮，蔡明历，曾汉来，王学奎，《生物学杂志》，第32卷第1期，2015年2月，提到：小篮子法测定种子呼吸速率的原理是用碱液吸收在单位时间内呼吸产生的CO₂，再利用酸碱中和滴定原理滴定剩余的碱液，由空白和样品二者消耗的酸溶液之差即可计算出呼吸过程中释放的CO₂的量，需要先利用碱液吸收在单位时间内呼吸产生的CO₂，再利用酸碱中和滴定原理滴定剩余的碱液。

以上测量过程，提到可以通过测定种子的耗氧量或者产生的二氧化碳实现种子活力的测量。但是，以上现有技术均存在着以下缺陷和不足：

1、需要对种子进行预处理，或者将种子置于溶液环境进行检测，破坏了种子呼吸的微环境；2、测量得到的数据精度通常也只在10^-3量级，不能实现O₂和CO₂浓度的微测；3、不具有动态、快速、实时测量的特点；4、通过种子呼吸相关气体(O₂和CO₂)测量种子活力时，所采用的种子数量越少，测量结果也能准确的反映种子的活力情况；但是，所采用的种子数量越少，种子呼吸相关气体(O₂和CO₂)的浓度变化越不明显，以上测量精度的现有测量技术根本不能实现该情况下的气体浓度变化量检测，进而不能保证种子活力测量的准确性。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有种子活力检测时的缺陷和不足，本发明提供一种基于激光吸收光谱技术的种子活力测量系统及方法，它无需对种子进行预处理，不破坏种子呼吸的微环境，具有快速、方便、高灵敏度和高精度检测效果；另外，能够保证种子活力的准确性。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于激光吸收光谱技术的种子活力测量系统，其中：所述种子活力测量系统包括：