光纖光譜儀:馬鈴薯晚疫病 “早發(fā)現(xiàn)、早防治”
馬鈴薯作為全&球&第四大糧食作物,卻常年受晚疫病威脅 —— 致病疫霉感染后,植株可能提前枯死,嚴(yán)重時(shí)減產(chǎn) 40% 甚至絕收。傳統(tǒng)檢測(cè)要等葉片出現(xiàn)壞死斑才能判斷,往往錯(cuò)過最佳防治期。而奧譜天成光纖光譜儀,憑借 “早于肉眼發(fā)現(xiàn)病害" 的能力,成為馬鈴薯種植的 “健康哨兵"。
檢測(cè)原理:鎖定 “酶活性" 信號(hào)


植物染病后,過氧化物酶(POD)活性隨患病程度變化,這是關(guān)鍵監(jiān)測(cè)指標(biāo)。采用漫反射光譜法(DRS)通過光纖光譜儀進(jìn)行檢測(cè):
光源發(fā)出 300-1000nm 寬譜光,穿透馬鈴薯葉片內(nèi)部,而非僅檢測(cè)表面;
葉片內(nèi) POD 酶活性變化會(huì)改變光的吸收、散射規(guī)律,形成獨(dú)&特 “光指紋";
光纖探頭(6 根入射光纖 + 1 根收集光纖)緊貼葉片,收集漫反射光,光譜儀分析光譜特征,反向推算 POD 酶活性,判斷患病情況。
該技術(shù)可在接種致病疫霉 24 小時(shí)后檢測(cè)到光譜變化,比肉眼觀察(需 9 天出現(xiàn)斑點(diǎn))早得多。
實(shí)驗(yàn)方案與結(jié)果
(一)實(shí)驗(yàn)設(shè)置

樣品:離體馬鈴薯葉片,分兩組 —— 接菌后不同溫濕度培養(yǎng) 5 天;相同溫濕度下,對(duì)同一葉片不同階段檢測(cè)。
裝置:基于光纖光譜儀搭建光路,可選多探針(四通道)分光光度計(jì);推薦用 ATP2000 系列光纖光譜儀,覆蓋 300-1000nm 范圍。
(二)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
測(cè)試譜圖,(a) 原始平均譜圖;(b) 和(c)根據(jù)不同條件歸一化處理后譜圖
健康與感染葉片光譜差異明顯:健康葉片漫反射信號(hào)穩(wěn)定,感染早期信號(hào)強(qiáng)度較低,中期升高,晚期(出現(xiàn)可見癥狀)又下降;
可清晰區(qū)分病害階段:接種后 1-4 天(早期)、5-9 天(中期)、10 天及以上(晚期)的光譜特征各有不同,實(shí)現(xiàn)患病程度定性預(yù)測(cè)。
推薦產(chǎn)品


奧譜天成多款光纖光譜儀適配需求:
ATP2000 系列:小體積、高分辨率,適合批量樣品光譜采集;
ATP1000 系列(如 ATP1010/1030):超微型 / 微型設(shè)計(jì),便攜性強(qiáng);
ATP5200/6500系列:高靈敏度、科研級(jí),滿足高精度檢測(cè)需求。
應(yīng)用價(jià)值
助力早期檢測(cè)與防治:為野外馬鈴薯晚疫病早期檢測(cè)、防治及便攜式檢測(cè)儀研制提供科學(xué)依據(jù);
支撐科研:可快速測(cè)定不同溫濕度下葉片 POD 酶活性,研究其與患病程度的關(guān)系,優(yōu)化算法后還能提升預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。